Revista de Ingeniería Química 2021

QUIMíCA

Arequipa - Diciembre 2021

REVISTA DE INGENIERÍA QUÍMICA

Dr. Hugo Rojas Flores Rector de la UNSA

Dr. Luis Cuadros Paz Vicerrector Académico

Dr. Henry Polanco Cornejo Vicerrector de Investigación

Mg. Esequiel Nicolás Collado Cárdenas Decano de la Facultad de Ingeniería de Procesos

ING. Armando Robles Fernández

DR. Héctor Terrones Diaz MG. Marleni Gonzales Iquira DR. Luis Felipe Miranda Zanardi MG. Esperanza Medina Lezama MG. Víctor Álvarez Tohalino

MG. Elizabeth Medrano de Jara DR. Omar Gallegos Jara MG. Miguel Ángel Cárdenas Málaga

DR. Félix José Sueros Velarde MG. Paulino Zegarra Panca DRA. Carmen Nelly Gorriti Gallegos DRA. Iris Aliaga Villafuerte

Director

Dr. Pavel Delgado Sarmiento Director de la Escuela Profesional de Ing. Química

Integrantes

Dr. Francisco Roque Rodríguez Dr. Hugo Jiménez Pacheco Mg. Lilia Miranda Ramos Mg. Silvana Vizcarra Núñez Dra. Catalina Rondón Saravia Mg. Javier Villegas Aragón Mg. Rodolfo Perez Mendez Mg. Jorge Pimentel Frisancho Mg. Mario Ramos Chávez

DR. Rolando Basurco Carpio DRA. Mara Linares Pomareda DR. Pavel Delgado Sarmiento MG. Armando Salinas Sánchez DR. Mario Otto Paz Zegarra MG. Jorge Velásquez Salinas MG. Marcia Quequezana Bedregal MG. Edwin Pacheco Parada MG. Karina Morán Medina DR. Francisco Roque Rodríguez MG. Silvana Vizcarra Núñez MG. Nidia Pompilla Cáceres DR. Alejandro Salas Begazo

DR. Hugo Jiménez Pacheco MG. Lilia Mary Miranda Ramos DR. David Urquizo Valdivia MG. Teresa Cuadros Castillo DRA. Evelyn Gutierrez Oppe MG. Maria del Carmen Camiña Pachecho

DRA. Catalina Rondón Saravia MG. Sheyla Angulo Vargas MG. Rodolfo Perez Mendez MG. Jorge Pimentel Frisancho MG. Mario Ramos Chavez

CONTENIDO

• PRESENTACIÓN

• PALABRAS POR EL ANIVERSARIO DE INGENIERÍA QUÍMICA

• ARTÍCULOS DE DOCENTES

• INFORMATIVO SOBRE EL CAPITULO ESTUDIANTIL AICHE UNAS

• SPONSOR

La publicación de la presente Revista Ingeniería Química para su circulación en la Comunidad Agustina se hace en el marco de la conmemoración del LX Aniversario de creación de la Escuela Profesional de Ingeniería Química, de nuestra Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa que tuvo como semana jubilar del 21 al 25 de noviembre pasado, no se programó dicha conmemoración de la forma que tradicionalmente se desarrollaba en una integración presencial de los estamentos conformantes de nuestra comunidad Educativa. En el contexto actual, una pandemia mundial nos ha impedido celebrar y festejar presencialmente momentos preciosos en los que los verdaderos protagonistas tienen un gran motivo, una pandemia no puede dejar en el olvido nuestra historia, sin embargo, podemos destacar el compromiso de los docentes, quienes día a día estamos laborando, preparando material pedagógico para subir a la plataforma que se han creado para garantizar las clases virtuales. Estamos viviendo un momento en que la educación online asoma como la única opción y donde nuestros alumnos y alumnas puedan asistir a clases virtuales diaria y seguir sus aprendizajes, Ahora es cuando, más que nunca han tomado conciencia que las responsabilidades de educar son compartidas, e esta pandemia está acelerando el cambio de paradigma en la educación. No sabemos cuándo ni en que terminará todo esto, pero debemos estar atentos a lo que pueda venir, debemos adaptarnos a esta nueva modernidad, pues los docentes estamos en primera línea, es en ese marco en el que se desarrollaron las diferentes actividades programadas para festejar el LXI Aniversario de la creación de nuestra Escuela y hoy lo hicimos virtualmente con la participación de los integrantes de nuestra comunidad educativa: Docentes, Estudiantes, Personal Administrativo y nuestros Egresados

Hemos llegado al final de una intensa Semana de Celebraciones virtuales por el 59 Aniversario de creación de la Escuela Profesional de Ingeniería Química, Semana festiva, en la cual se han programado una gran variedad de actividades, como tradicionalmente lo hacíamos presencialmente: Se desarrollo el I Seminario Virtual Internacional de Ingeniería Química, con la presencia de destacados profesionales a nivel Nacional e Internacional quienes expusieron temática de interés tecnológico y científico, cuyos resúmenes hacemos llegar por intermedio del presente número, el mismo que esta agrupado en la Segunda parte de nuestra Revista. Como no se podía desarrollar actividades Deportivas presenciales recurrimos al Deporte Ciencia y se protagonizó un Campeonato Virtual con la participación de los estudiantes, se ofició una misa de Aniversario, esta celebración fue en forma virtual y seguidamente la realización de la Sesión Solemne de Aniversario con Programa especial y con la asistencia de nuestras Autoridades, quienes nos acompañaron y estuvieron virtualmente presentes, el Decano de la Facultad de Ingeniería de Procesos: Mg. Ezequiel Collado Cárdenas, El Director de la Escuela: Dr. Pavel Delgado Sarmiento, el Director del Departamento: Dr. Armando Robles Fernández, Docentes, estudiantes y egresados, cuyos saludos de nuestras distinguidas Autoridades las hemos transcrito y les hacemos llegar a Uds. Por este intermedio las mismas que están ubicadas en la primera parte de esta publicación.

La conducción y liderazgo de un proyecto universitario como éste, se hace mediante el trabajo en equipo y la primera muestra de ello es el trabajo de gestión compartido con la Comisión de Festejos nombrada por la Dirección de la Escuela Profesional de Ingeniería Química.

Constituye una antigua tradición rememorar, a nivel de las personas y de las diversas instituciones, aquellos acontecimientos que marcan su existencia, y en particular las fechas como la creación de nuestra Escuela Profesional, lo que nosotros hacemos año a año, siempre con esa misma emotividad que conlleva remontarse a la génesis de un proyecto institucional que por sobre todo ha estado destinado a ocupar un espacio en el centro de la vida de tantas personas. Ya en ocasiones anteriores se han hecho referencia detallada de lo que fueran nuestros inicios como institución universitaria, fruto de una inteligente mirada en el horizonte del tiempo, capaz de descubrir una necesidad social y proyectar significativos y persistentes esfuerzos hacia su logro, los que con el paso del tiempo constituyen una realidad que supera las expectativas de origen

Son 60 años de innumerables historias de superación, aquí, en una tierra árida, pero llena de riquezas ocultas. Son más de cinco décadas de hacer realidad los sueños de nuestros estudiantes, que con orgullo y desde todos los rincones del país, así como del extranjero, reconocen en su Alma Mater el camino por el cual transitaron para llegar a convertirse en lo que hoy son: profesionales de excelencia con una sólida formación valórica al servicio de la comunidad. Vaya nuestro reconocimiento a todos ellos y sepan que quienes continuamos hoy en la Institución, nos esmeramos por igualar la entrega, el compromiso y el entusiasmo de quienes estuvieron a cargo de encauzar la Universidad durante sus primeras décadas de vida.

La Edición de este número y la realización de las diferentes actividades programadas por el LX Aniversario de nuestra Escuela Profesional de Ingeniería Química, no hubiese sido posible sin el apoyo de nuestro Director de Escuela y por la participación activa de los diferentes miembros de la Comisión Especial de Festejos, para los que hacemos llegar nuestro profundo agradecimiento, al igual que a todas las personas que han hecho posible, la difusión, y realización de todos los actos conmemorativos.

La Comisión de Festejos Aniversario E.P. Ingeniería Química.

Dr. Henrry Polanco Cornejo

Vicerrector de Investigación de la Universidad Nacional de San Agustin

Muy buenas tardes con todos los presentes en la sala, un saludo especial al Dr. Pavel Kewin Delgado, director de la escuela, al Ing. Nicolas Collado, decano de la facultad, al Ing. Armando Robles, director del departamento de ingeniería química.

En primer lugar un saludo muy fraterno y muy emocionado atodos los colegas yestudiantes dela escuela de ingeniería química, una escuela con tradición, con pasado, con presente y mucho futuro en el quehacer universitario, una escuela que se genero hace sesenta años y una de las primeras ingenierías por que no decirlo junto con geología de la universidad nacional de san Agustín, es imposible no estar presente en este aniversario dado que como docente adscrito a la facultad e ingeniería de procesos me siento como parte de esta escuela, ha sido un transcurrir de muchos años, ha sido el transcurrir de muchas generaciones por las aulas de la escuela de ingenieríaquímica,egresadosquehanprestigiado a nuestra universidad y a la escuela, muchos de ellosyanosdejaronperoauntenemosenelmundo empresarial, en el mundo académico, en el mundo de la investigación, muchos amigos, colegas que han egresado de esta prestigiosa escuela, solamente quiero resaltar que es necesario que la unidad y la unión de todos los presentes y los miembros de la comunidad universitaria de la escuela de ingeniería química, pongan todo de si para que esta escuela salga más allá de lo que es, el haber pasado el licenciamiento junto con la universidad, el tener seis años de acreditación , ameritan que la calidad en la formación de sus egresados es de primer nivel y eso nos orgullece, porquecomolesdigo mesientopartedela escuela por haber sido pues docente de esta facultad, sigo siendo docente de esta facultad aun con el cargo quevengodesempeñando,micompromisoescomo siempre de apoyo a todas las actividades que realiza la escuela, e mi personan tienen un colaborador mas y cuando nosotros comencemos a hacer un trabajo en equipo con todos, el éxito esta asegurado. Estimados amigos, estimados colegas, queridos estudiantes de esta escuela profesional, a seguir adelante, a no decaer a continuar por la senda del éxito, a continuar desarrollando lo que en estos sesenta años de

caminar lo han ido haciendo, es muy importante que las generaciones que vienen y que de seguro muchos estudiantes muchos muchachos seguirán la carrera d ingeniería química, una especialidad que ha dado lugar a otras ingenierías en la universidad como Ing. alimentarias, Ing. metalúrgica,puesespodríamosdecirlaesenciade la ingeniería que la transformación de nuestros recursos naturales, la industrialización, el desarrollo del país esta muy desarrollado al quehacer de laingeniería química, y eso creo es lo que nosotros debemos tener en cuenta cuando desarrollamos nuestras actividades académicas, nuestras actividades de investigación, las actividades de responsabilidad social con los estudiantes y los docentes. Es menester pues entonces de queustedes enel futuro prestigien aun mas a su escuela, le den el nivel y el estatus que se meceré, solo depende de sus componentes, en nosotros las autoridades tengan el apoyo, y nosotros las autoridades siempre estaremos pendientes del quehacer de la comunidad universitariadeingenieríaquímica,especialmente mi persona porque como les mencione me considero parte de esta escuela y son definitivamente uno mas de la facultad de ingeniería de procesos a la cual nos debemos. Un feliz aniversario, y éxito en el futuro, a todos mis colegas docentes de la escuela de ingeniería química, a los queridos estudiantes, a los señores administrativos que vengan muchos más éxitos y que sigamos celebrando muchos años mas de existencia de nuestra querida escuela, muchas gracias.

Mg. Ezequiel Nicolás Collado Cárdenas

Decano de la Facultad de Ingeniería de Procesos de la Universidad Nacional de San Agustín

“ Gracias,buenastardes,Dr.Hugo

Rojas Flores, rector de nuestra universidad nacional de San Agustín, Dr. Luis Cuadros Paz, vicerrector académico, Dr. Henry Polanco Cornejo, vicerrector de investigación, Dr. Pavel Delgado Sarmientos, director de la escuela profesional de ingeniería química, Dr. Armando Robles Fernández, director del departamento académico de ingeniería química, autoridades presentes, personal administrativo y alumnos presentes en la sala, buenas tardes.

Para mí es un gran honor dirigir unas palabras a una de las escuelas, vamos a decirle mas antiguas de nuestra universidad en el campo de las ingenierías ya que ella fue una de las pioneras que se formo en aquellos años, en el año de 1961, han pasado tantos años que nosotros tenemos actualmente que los profesionales que han egresado de esta escuela se están desempeñando en diferentes ramas de nuestra industria, únicamente teniendo como fin principal ver el aporte que los dan a la sociedad y mas que todo al desarrollo de la industria nacional, es para mi y creo que para todos que han egresado de esta escuela de ingeniería química, sentirse orgullosos que tengan una alma matter como es la escuela de ingeniería química, como les dije es pionera y una de las primeras que se genero acá en la ciudad de Arequipa en la formación de ingenieros. Hoy en día los egresados de ingeniería química poseen una clara orientación profesional y su responsabilidad con el medio ambiente, la investigación acertando y comportándose de acuerdo a los principios éticos que norman la práctica de su profesión respetando valores y regulaciones sociales que garanticen su buen comportamiento como personas y ser social. Sequeestamosenunaépoca,estosdosañoshasido un poco difícil para todos nosotros, no solamente

para la universidad sino a nivel mundial debido a la pandemia que se ha generado, yo agradezco a todoslosdocentes,atodoslosalumnostambiénque hemos sabido superar esta etapa de crisis, vamos a llamarle debido a la pandemia, que se ha superado a través del esfuerzo de cada uno de nosotros para poder desarrollar nuestras clase de forma virtual, se que ha sido un poco vamos a decir, trabajoso acostumbrarnos a este nuevo sistema de enseñanza nos ha dado muchas lecciones y también hemos aprendimos a ver que falencias tenemos nosotros tanto como escuela como facultad y como universidad, eso nos han enseñado digamos para que a futro podamos superar algunas falencias que hemos podido tener, yo creo que al próximo año ya de acuerdo a las normas que de el gobierno creo que ya debemos volver a un estado presencial, creo que es una forma, la forma presencial, digamos, no sepuededejardehacerclasesenvíaremotaporque es muy interesante la interrelación que debe de a ver entre profesor y alumnos y entre lo mismo alumnos, lógicamente que el estado vera algunas disposiciones y esperemos que nos acondicionemos a la normatividad que va a dar el gobierno. Lo único que me queda decirles es que tengas en este feliz aniversario, tengan éxitos, sigamos por la ruta del éxito y lo único que me queda decirles un feliz aniversario y que sigan los éxitos para todos los docentes, alumnos el éxito va a depende de todo el esfuerzo que nosotros pongamos, muchas gracias.”

Ing. Armando Robles Fernández

“En primer lugar, mi agradecimiento por esta deferencia especial en permitirme llegar hacia todos ustedes con el afecto de siempre, y debo en primera instancia dirigirme a nuestras autoridades al Dr. Hugo Rojas Flores, rector de nuestra universidad, al Dr. Luis Cuadros Paz, vicerrector académico, al Dr. Henry Polanco Cornejo, vicerrector de investigación, al Dr. Ezequiel Collado Cárdenas, decano de nuestra facultad de ingeniería de procesos, al Dr. Pavel delgado sarmientos, director de la escuela profesional de ingeniería química, a nuestras autoridades, director de departamento, escuelasquenosacompañan,alosseñores,señoras y señoritas docentes y servidores administrativos, naturalmente a los señores y señoritas estudiantes de nuestra escuela de ingeniería química.

En el sexagésimo aniversario de nuestra escuela profesional de ingeniería química me complace expresar en representación del departamento y el mío propio nuestro respetuoso y afectuoso saludo a nuestras autoridades, a los docentes en actividades y cesantes, al personal administrativo y de servicio y a los estudiantes, sin olvidar naturalmente a quienes fueron forjadores del desarrollo de la escuela profesional de ingeniería química y que a este tiempo ya no nos acompañan, nuestro saludo, pues al celebrar el sexagésimo aniversario de fundación de esta nuestra querida escuela. Al mismo tiempo expreso mis deseos de que cada uno de nosotros alcance sus objetivos, sus metas, sus sueños ya que vuestros éxitos personales y profesionales también transmutaran en el beneficio de nuestra escuela profesional y de nuestra universidad a la que finalmente nos debemos. A nuestros estudiantes os digo que en estos sesenta años de funcionamiento de nuestra escuela profesional de ingeniería química, de que en este largo camino recorrido por la escuela son muchos de sus docentes que son testigos de la evolución y desarrollo de la escuela profesional de ingeniería químicaydelcompromisoqueestatuvoaligualque sus docentes, en ofrecer todo lo posible para asegurar sus eficiente formación profesional de nuestros estudiantes que como antes ahora están en nuestra responsabilidad formativa, es por ello que

sonmilesdeingenierosquímicos,egresadosdeesta universidad, que en su ejercicio profesional han ocupado y están ocupando desatacados cargos en producción, administración y gestión de empresas industriales a lo largo del país e inclusive fuera del Perú. Por ello queridos estudiantes, tengan confianza que su destino profesional está en buenas manos, en las suyas en las nuestras y en las de nuestras autoridades que harán lo suficiente para forjar de ustedes excelentes profesionales con oportunidades laborales que conseguir. De igual modo, a mis colegas docentes y amigos del departamento académico de ingeniería química, quiero darles las gracias y felicitar su destacada labor docente y compromiso académico par que nuestros estudiantes y nuestra institución alcance sus objetivos personales e institucionales, sabemos que nos ha tocado laborar en condiciones muy difíciles,peroesereto,eseretoencontróaunsólido departamento académico y fundamentalmente encontróaundocentedispuestoadardesímásallá de los posible para cumplir con sus funciones y obligaciones académicas. Estimados colegas, permítanme decirles que, para mi persona, ser docentes el departamento académico de ingeniería química y de la escuela profesional de ingeniería química es una satisfacción y motivo de orgullo profesional y personal, como también seguramente sucede en ustedes y es nuestro compromiso que trabajaremos para que nuestros nuevos y jóvenes docentes que constituyen la plana docente del departamento de ingeniería química, se sientan de igual manera. A nuestras autoridades, déjenme decirles que agradecemos y felicitamos los logros y éxitos alcanzados en la conducción universitaria de la UNSA pero permítanme recordarles también que aúnhaymuchísimomásquerealizarynoseolviden que aquí en la escuela profesional de ingeniería

Director de Departamento de la Escuela Profesional de Ingeniería Química

química y en el departamento académico de ingeniería química hay muchas necesidades por atenderysatisfacerydentrodeellasladedotaruna infraestructura acorde a nuestra obligaciones y necesidades e implementadas debidamente los laboratorios en lo que corresponde a una escuela profesional licenciada y academizada y con la expectativa posterior de nuestros estudiantes y toda lacolectividadindustrialdelaregión,perotambién permítanme recordarles señores autoridades, de

que en el departamento académico de ingeniería química y la escuela profesional hay docentes y profesionales con el potencial y capacidad necesaria para contribuir con el desarrollo de nuestra universidad nacional san Agustín de Arequipa y que con todo gusto estamos poniendo nuestra voluntad y servicio en favor de nuestra institución. El día de hoy permítanme decirle a nuestra escuela profesional de ingeniería química felizsexagésimo,muchasgraciasporsuatención”.

Dr. Pavel Kewin Delgado Sarmiento

Director de la Escuela Profesional de Ingeniería Química de la Universidad Nacional de San Agustín

“Es para mí un honor dirigir estas palabras en el sexagésimo aniversario de creación de la escuela profesional de ingeniería química, que forma parte de lafacultad deingenieríade procesos, desde el año de 1984 y que en los últimos tiempos ha logrado su acreditación con muchísima satisfacción, lo que garantiza una buena educación, formación de calidad a sus alumnos y está en constante proceso de mejora continua

Ingeniería química, somos una escuela orgullosa de tener un pasado histórico, con una enorme satisfacción de pertenecer a la Universidad Nacional de San Agustín; así mismo, felicito a los docentes, al personal administrativo y estudiantes por su identificación con la escuela y ser parte del desarrollo de la universidad y que cada vez se hace más grande.

Saludamos a los docentes que pertenecen a nuestra escuela por su destacada labor en bien de nuestra universidad, en este año 2021, seguida también siendo recordado por la pandemia COVID 219 en todo el mundo.

Así también somos testigos de muchos cambios en la forma como desarrollamos nuestras actividades y nuestra escuela no es ajena, hay cambios en el área académico y administrativo de las actividades y cambio de metodología de enseñanza, por lo cual todos los docentes y estudiantes hemos sabido afrontar exitosamente gracias al esfuerzo constancia y perseveraciónydedicación; asítambiéndelalabor administrativa que se ha tenido que adaptar al trabajo remoto, pero con la voluntad hemos sabido afrontar de la mejor manera.

La escuela profesional de ingeniería química se ha acreditado por 6 años mediante ICACIT, también ha sido acreditado en octubre pasado por el Sineace.

Actualmente se está trabajando en la sostenibilidad de la acreditación, ya que en los últimos años nos enfrentamos a grandes cambios; por ejemplo, el medio ambiente, tecnología de comunicación, biomedicina, entre otros, sobre todo los últimos meses con el uso masivo del internet, laptop, celular, etc. Debido a la pandemia que enfrentamos y se presenta también grandes oportunidades para nosotros y no solo nuestra sapiencia va a determinar el futuro de ello.

A demás hubo unafalenciade laboratorios,ya quese realizó mediante simulación y esperamos que al siguienteaño,dependiendodeloquedigaelgobierno y la universidad los laboratorios vuelvan a ser presenciales

Un agradecimiento a los docentes de la Escuela Profesional de Ingeniería Química ya que su labor remota triplica su trabajo, al igual que el personal administrativo que con su esfuerzo es de mucha importancia a la escuela y a los estudiantes por su esfuerzodeseguiradelantesestánvariashoras frente a sus equipos electrónicos.

Con respecto a la infraestructura, se está complementando y avanzando para que se pueda ampliar los locales de construcción de la escuela profesional de Ingeniería Química

Finalmente quiero felicitar a todos docentes, al personal administrativo y estudiantes, en este aniversario, sigamos trabajando juntos. Un fuerte abrazoatodosyseguimosfestejandoalaescuelaque es un icono dentro de la universidad, porque es una de las mas antiguas que hay en la Universidad Nacional de San Agustín.

¡Viva la escuela profesional de Ingeniería Química! ¡Hurra! Gracias”.

“

Carmen Nelly Gorriti Gallegos Docente de la Escuela Profesional de Ingeniería Química

Dr.

Sr. Rector de la UNSA dr. Hugo Rojas Flores, Sr. vicerrector académico Dr. Luis Cuadros Paz, Sr. Vicerrector de investigación Dr. Henrry Polanco Cornejo, sr decano de la facultad de ing. De procesos, Dr. Esequiel Collado Cárdenas, Señores directores de escuela y departamento de la facultad de ing. De procesos, distinguida plana docente, personal administrativo, apreciados estudiantes.

Para nosotros los ing. Químicos, el día de hoy tiene una connotación especial, porque estamos celebrando el sexagésimo aniversario de la creación oficial de la carrera profesional de ing. Química. Con agradecimiento y solemnidades, recordaremos siempre a nuestros precursores aquellos personajes que, con clara inteligencia y decisión, tuvieron el acierto de concederle vida institucional a nuestra carrera profesional y de suscribir su partida de nacimiento.

Desde entonces hasta hoy han transcurrido largos 60 años, y nuestra carreara profesional que en justicia tiene el merecido atributo de ser la pionera de las ingenierías en la facultad de ingeniería de procesos, se ha dirigido en el contexto académico y profesional, regional, y nacional como un crisol de conocimiento que ha permitido que egresen de nuestras aulas universitarias generaciones de profesionales que prestigian la tecnocracia de la ingeniería, y que además con su trabajo han contribuido y contribuyen desde diferentes sectores a la producción nacional y a la economía del país.

Y es pues en esa línea historia que hoy queremos mencionar que los artífices que ha permitido nuestra consagración de nuestra carrera profesional son muchos, desde las autoridades responsables hasta los docentes que con indesmayable esfuerzo permitieron su prosperidad, muchos de los cuales ya no están con nosotros. Así mismo nuestros egresados, nuestros estudiantes y hay que decirlo también de la comunidad universitaria en general que ha permitido nuestra consagración en un esfuerzo múltiple e integrador.

No obstante, nuestra carrera profesional recientemente ha experimentado unos cambios en suconcepciónacadémico,desdesumodificaciónen el plan de estudio y planes operativos de cara a un

nuevo modelo educativo y a los planes estratégicos institucionalesadoptados por nuestrauniversidad y por el sistema educativo nacional. En ese sentido nuestra escuela profesional se ha alineado exitosamente a los procesos de licenciamiento y acreditación de la universidad, es así como nuestra escuela profesional al día de hoy cuenta con dos acreditaciones. La internacional de la acreditadora ICACIT y recientemente del SINEACE, es menester nuestro entonces darle sostenibilidad a estas conquistas académicas. Sorpresivamente nos vimos afectados por la pandemia y sus devastadoras consecuencias, gloria a nuestras víctimas, Dios las tenga en sus seno, pero la misión de enseñar en la universidad nunca se detuvo, y tuvimos que enfrentar la adversidad institucionalmente y tuvimos que adaptarnos a la nueva realidad y asumir el reto del aprendizaje en virtualidad y una vez más la respuesta de la comunidad académica fue positiva, ciertamente con algunos inconvenientes en el camino, pero los grandes objetivos y la gran meta pudo ser cumplida.

Hoy luego de dos años luego de estar ausente en nuestras aulas universitarias, nos aprestamos para el año 2022 a un retorno gradual organizado y con el establecimiento de protocolos que una vez más tendrán que poner a prueba nuestro talante educativo y nuestra verdadera capacidad para poder implementarlo.

Con convicción profesional y inspirados en la predictibilidad laboral de nuestros estudiantes somos conscientes de la necesidad de ampliar nuestrainfraestructurayespecialmentedeponeren marcha aquellos proyectos que sean capaces de instalar el equipamiento de nuestros laboratorios y así dar oportunidad a nuestros docentes para impartir educación de calidad acorde con las altas exigencias de la acreditación.

La ing. Química es una disciplina que está en permanente renovación y modernamente esta enfocada al diseño de nuevas tecnologías y materiales de avanzada, es por esta razón que en el concierto mundial hoy los ingenieros químicos son los responsables de la disponibilidad de estos materiales de avanzada a que son naturalmente el resultado de una incesante investigación industrial, en ese sentido es también prometedora la convergencia con la inteligencia artificial, pues precisamente ella demanda estos materiales de

avanzada para sus múltiples aplicaciones industriales.

Finalmente queremos hacer una reflexiva invitación a nuestros queridos estudiantes para que con fervor y entusiasmo mantengan siempre viva la llama dela devoción porsucarrera profesional, les aseguramos que serán altamente retribuidos por ella,yfinalmentetambiéntodoslosquesomosparte de este querido programa académico, renovamos nuestro compromiso de unidad y hacemos voto por su engrandecimiento” .

Srta. Linda Najabi Casilla Ccori Secretaria general del centro federado de estudiantes de la escuela profesional de in. Química

“

En este día tan especial en primer lugar quiero saludar al señor rector el Dr. Hugo José Rojas Flores, a los vicerrectoreselDr.LuisCuadrosPaz,el Dr. Henry Gustavo Polanco, el decano el Dr. Ezequiel Nicolas Collado Cárdenas,eldirectorelDr.PavelKewin

Delgado Sarmiento, y a las autoridades presentes, docentes, compañeros e invitados especiales.

Es un gran honor y placer para mi poderme dirigir hacia ustedes el día de hoy que se conmemora el sexagésimo aniversario de nuestra escuela profesional de ingeniería química, me llena de entusiasmo y de orgullo como estudiantes y representante del centro federado ser parte de esta carrera. Es una antigua tradición rememorar a nivel de las personas e instituciones aquellos acontecimientos que marcansu existencia, locualhacemosañotrasaño,siempreconlamisma emotividad que conlleva por tal motivo, en esta oportunidad, nos encontramos reunimos para conmemorar un año más de nuestra escuela, que viene formando generaciones d profesionales con principios y ética con capacidad de resolver y plantear soluciones generar mejores en bien de nuestrasociedad. Apesar de quelascondicionesde nuestro entorno social se han visto restringida debido a la adversidad que estamos afrontando como es la pandemia del COVID 19, sin embrago, eso no ha significado un obstáculo para continuar avanzando. Y como es por ejemplo con lo que son las clases virtuales, se han desarrollado ponencias, se han desarrollado incluso los laboratorios virtuales, se ha continuado desarrollando desafíos y se ha asumido cadauna de lasetapas eneltiempo que se ha llevado esta dificultad. Así es como se ha visto esto en fin de la convicción que tenemos para

poder servir a los grandes intereses de la sociedad, tarea en la cual hemos venido desarrollando graciasanuestrosesfuerzosdiariosparacontribuir con un real aporte a su progreso y desarrollo, una prueba de esto es que se han podido desarrollar efectivamente todas nuestras labores académicas, gracias al respaldo de nuestras autoridades y la contribución de nuestros decentes y estudiantes, que sin miedo auna nuevamodalidad utilizandolas herramientas tecnológicas, incursionamos con clases virtuales, talleres, incluso en los idiomas, nuestra escuela viene logrando grandes metas como fue la acreditación por 10 años que se ha logrado, así mismo, deslumbramos nuevas metas como puede ser concretar el proyecto de mejorar nuestra infraestructura ya que cuenta con precedentes y estudios para lo cual agradeceremos el apoyo de nuestras autoridades. Con plena convicción hago un llamado a todos los integrantes de nuestra querida escuela para fortalecer los vínculos y los esfuerzos de manera conjunta para seguir concretando logros y éxitos, me despido con satisfacción, orgullo y gratitud, principalmente agradeciendo a todos los que hicieron posible esta celebración especial, muchas gracias.”

VALORACIÓN

DE

CÁSCARAS

DE

NARANJA (Citrus sinensis Whashington Navel) COMO FUENTE DE PECTINA CON CAPACIDAD ADSORBENTE DE PLOMO EN EFLUENTES CONTAMINADOS

Roque Rodríguez, Francisco J.*; Calderón Vilca, Zenayda L. *froque@unsa.edu.pe ; zcalderon@unsa.edu.pe

RESUMEN

La naranja es uno de los frutos más cultivados en nuestro país, registrando una producción de 553 400 toneladas en el año 2020. La variedad más comercializada es la Whashington navel comúnmente conocida como ´huando´ donde el 8,5-9,6% representa la cantidad de cáscara generada, subproducto poco aprovechado que comprende el 6.15% de pectina, molécula biopolimérica con atractivas propiedades adsorbentes.

La extracción de la pectina se dio mediante el método de hidrólisis ácida y la evaluación se dio bajo experimentos de adsorción tipo Batch. La determinación de la concentración de plomo (II) fue mediante la técnica de espectrofotometría de adsorción atómica, el mecanismo de adsorción fue evaluado mediante el estudio de las isotermas de adsorción y de la cinética de adsorción de Pb (II). De las isotermas evaluadas, la investigación se ajustó a la isoterma de Freundlich y para la cinética de adsorción el modelo tuvo un mayor ajuste a la reacción de pseudo-segundo orden. Para una solución de 20 ppm de plomo (II) la máxima capacidad de adsorción fue de 12.004 mg/g a las 4 horas, demostrándose que la pectina de la cáscara de naranja es materia útil como adsorbente de metales pesados en solución, siendo el caso estudiado el plomo (II).

PALABRAS CLAVE: Pectina. Adsorción. Plomo. Naranjas. Isotermas. Cinética.

ABSTRACT

Orange is one of the mostcultivated fruits in the Peruvian territory, registering a productionof553,400 tons in 2020. The most commercialized variety is the Whashington navel commonly known as 'huando' where 8.5-9.6% represents the amount of peel generated, a little exploited by-product that comprises 6.15% of pectin, a biopolymeric molecule with attractive adsorbent properties.

The extraction of pectin was carried out by aid hydrolysis method and the evaluation was carried out under batch adsorption experiments. The determination of lead (II) concentration was by atomic adsorption spectrophotometry technique, the adsorption mechanism was evaluated by studying the adsorption isotherms and the adsorption kinetics of Pb (II). Of the isotherms evaluated, the investigation was fitted to the Freundlich isotherm and for the adsorption kinetics the model had a better fit to the pseudo-second order reaction. For a 20 ppm solution of lead (II) the maximum adsorption capacity was 12.004 mg/g at 4 hours, demonstrating that orange peel pectin was useful like a heavy metals adsorbent in liquid phase such as Pb(II) in this study.

KEY WORDS: Pectin. Adsorption. Lead. Oranges. Isotherms. Kinetics.

INTRODUCCIÓN

La naranja es una de las frutas que más aportó al Valor de la Producción Agrícola (VPA) en el año 2020, con una producción de 553,4 miles de toneladas (MIDAGRI, 2021). Sin embargo, dicha producción no está expedita de pérdidas. No obstante su estructura no cambia, pudiendo ser utilizada en diferentes procesos (Berrospi. 2019). Las naranjas presentan tres partes bien diferenciadas (Tsiokano et al, 2021), el flavedo, el albedo o mesocarpio y endocarpio.

La pectina es un polisacárido presente en la pared celular de varias plantas especialmente en las frutas (albedo o mesocarpio) y su principal subunidad es el homogalacturonano (Lessa et al, 2017). El

Homogalacturonano es un largo dominio lineal de ácido α (1→4)-galacturónico pudiendo ser parcialmente metoxilado. Los grupos carboxilos libres presentes en la cadena de ácido α-(1→4)-galacturónico, sirven como sitios de unión y forman enlaces con los metales pesados (Lessa et al, 2017; Wang et al, 2019).

El objetivo del presente trabajo fue la revaloración y aprovechamiento de las cáscaras de naranja, con la extracción y purificación de la pectina como principal polisacárido con alta capacidad adsorbente para la purificación de los efluentes contaminados con plomo (II) provenientes de establecimientos industriales.

MATERIALES Y MÉTODOS

Extracción de la pectina. La extracción de la pectina se realizómedianteelmétododehidrolisisacidadescritopor Garcíaet al, (2011). Sepesóylavólacascaradelanaranja y se llevó a ebullición con agua destilada por 10 min para la inactivación enzimática, luego se enfrió la solución y se eliminó el agua. En un recipiente aparte se introduce la cáscara de naranja con agua destilada y se reguló el pH con ácido clorhídrico hasta llegar al valor de pH=3, enseguida la solución es llevada a ebullición para después ser filtrada y desecharla cáscara de naranja. La solución resultanteescalentadahastaquealcanzar 1/3delvolumen inicial (siendo para la experimentación 45min) para después ser enfriada. Una vez que la solución alcanza la temperatura ambiente se agrega alcohol en un proporción de 1:3, se dejó reposar por tres horas para posteriormente ser filtrada, el gel obtenido es la pectina la cual se lleva a secar. La pectina seca se reserva en bolsas herméticas.

Caracterización fisicoquímica de la pectina.Apartir de la metodología planteada por Owens et al. (1952), se realizó la caracterización química de la pectina de cáscara de naranja para determinar su calidad. Se determina el gradodemetoxilizacióncomoprincipalparámetro debido a que éste determina la capacidad de adsorción de la pectina de cáscara de naranja.

Diseño experimental de adsorción de Pb(II) en fase líquida. Se determinó las variables que pueden ser manipulables en condiciones controladas, para la obtención de resultados más confiables y significativos (Córdova et al, 2021). El diseño experimental se configuró utilizando tres factores, dos niveles y tres

RESULTADOS Y DISCUCIÓN

Análisis fisicoquímico de la pectina De acuerdo al análisis fisicoquímico de la pectina (Tabla 1) se puede observar un bajo porcentaje de metoxilos lo que la hace apta para la adsorción de metales

repeticiones, siendo en total once ensayos realizados (n=11).

• Factores o variables independientes: Concentración de plomo, tiempo de contacto y masa de adsorbente

• Niveles: Bajo (-1) y alto (+1).

Isotermas de adsorción. Para el estudio de las isotermas de adsorción se trabajó con 4 diferentes concentraciones de Pb(NO3)2 cada una de 20 ppm, 15 ppm, 10 ppm y 5 ppm en 1L de agua destilada, ajustándose a un pH de 5 con H2SO4 0.1N o NaOH 0.1N; después a cada una se les hecha 0.5 g de pectina de naranja. Las soluciones fueron colocadas a un agitador magnético por un tiempo de de 1 h, 2 h, 3 h, 4 h y con agitación constante de 200 rpm. Finalmente las cuatro muestras fueron sometidas y analizadas por espectrofotometría para la determinación de la concentración final de la solución. Fueron evaluadas las isotermas de Langmuir y Freundlich (Tejada et al, 2014).

Cinética de adsorción. Para el estudio de la cinética se trabajó con una concentración a 20 ppm la cual se preparó cuatro soluciones de 1 L de nitrato de plomo y se ajustó el pH a 5 con H2SO4 0.1N o NaOH 0.1N, según sea el caso; después a cada una se le agrega 0,5gr de pectina de naranja para posteriormente llevar a agitación contante de 200 rpm a un tiempo constate de 4 horas. Por último, las cuatro muestras fueron analizadas por espectrofotometría para la determinación de la concentración final de la solución. Se evaluaron la cinética de primer y segundo orden (Tejada et al, 2014)

pesados. De acuerdo con lo reportado en literatura, la capacidad de adsorción de la pectina es favorecida cuando se utiliza Ca+2, pero en la presente investigación no se utilizó por lo que se recomienda su uso y masificación.

Tabla 1.- Análisis fisicoquímico de la pectina obtenida

Parámetro fisicoquímico Contenido

Humedad 39.34 %

Solidos totales 60.66 % Cenizas 1.18 % Peso Equivalente (mg/meq) 144.93

Acidez Libre (meq/g) 6.90 % Metoxilos 39.31 % Esterificación 64.76 % AAG 35.18 %

Diseño factorial. La tabla 2 presenta los resultados experimentales obtenidos de la adsorción de plomo (II) en los diferentes ensayos propuestos en metodología utilizando la pectina extraída en

laboratorio a partir de cáscaras de naranja como adsorbente activado con amplia capacidad de remoción del metal pesado enfaselíquida (efluentes contaminados).

Tabla 2.- Resultados de la adsorción de Pb(II) utilizando pectina como adsorbente N° de Muestr a

Volume n solució n (L)

[Pb(NO3) 2] pH Temperatur a (°C) Masa adsorbe nte (gr)

Tiemp o (hr) [Pb] inicial (ppm)

[Pb] final (ppm)

[Pb] adsorbid o

% remoción de Pb(II)

1 1 20 5 25 0.50 4 12.51 6.51 6.00 47.97 2 1 20 5 25 0.50 2 12.51 8.67 3.84 30.70 3 1 20 5 25 0.30 4 12.51 7.80 4.71 37.66 4 1 20 5 25 0.30 2 12.51 8.45 4.06 32.46 5 1 10 5 25 0.50 4 6.26 4.32 1.94 30.94 6 1 10 5 25 0.50 2 6.26 4.21 2.05 32.70 7 1 10 5 25 0.30 4 6.26 2.98 3.28 52.36 8 1 10 5 25 0.30 2 6.26 2.60 3.66 58.44 9 1 15 5 25 0.40 3 9.38 3.80 5.58 59.50 10 1 15 5 25 0.40 3 9.38 3.83 5.55 59.18 11 1 15 5 25 0.40 3 9.38 3.81 5.57 59.40

De acuerdo a la tabla anterior, las pruebas 7 y 8 obtuvieron el menor desempeño y la mayor adsorción se registróen la prueba 9 con un porcentaje de remoción de 59,5 %. Siendo los valores representativos para la investigación un tiempo de 3 horas y 0.4 gr de pectina de naranja utilizada.

Isotermas de adsorción. La Tabla 3 muestra los resultados de la adsorción de Pb(II) con pectina obtenida de cáscaras de naranja utilizando masa de adsorbente idénticas pero con diferentes tiempos de contacto observando su efecto significativo para su capacidad de remoción.

Tabla 3.- Concentración final de Pb(II) obtenido por la adsorción con pectina [Pb] inicial (ppm)

Masa de adsorbente (gr)

Tiempo de contacto

Concentración final (ppm) % remoción de Pb (II)

Capacidad de Remoción (mg/g)

12.51 0.5 4 6.51 47.97 12.0042 9.38 0.5 3 6.81 27.43 5.1481 6.26 0.5 2 4.21 32.71 4.0921 3.13 0.5 1 1.76 43.73 2.736

La isoterma de Freundlich (Gráfica 1) fue la que se ajusta mejor a los datos experimentales comparada con la isoterma de Langmuir (Gráfica 2) ya que permite describir fenómenos en la adsorción física los cuales implican fuerzas de Van Der Walls que proponen adsorción multimolecular formándose multicapas en la superficie del adsorbente, esto se

Gráfica 1.- Isoterma de Langmuir

debe al aumento de la concentración del adsorbato. La constante “n” indicó la intensidad de la capacidad de adsorción y “k” es la constante de equilibrio que indica donde corta la isoterma en el eje de las ordenadas, a mayor valor que alcancen estas constantes, mayor es la capacidad de adsorción de la pectina

Gráfica 2.- Isoterma de Freundlich

Cinética de adsorción De acuerdo a las gráficas 3 y 4, el tiempo de contacto necesario para alcanzar las condiciones de equilibrio fue de 4 horas (240 minutos) lo que representó una cinética singular con aspectos de aceleración entre las primeras 2 horas. Las curvas cinéticas muestran la variación de la capacidad de adsorción con el tiempo (qt). Para una concentración inicial de 12.5 ppm de Pb(II), la

capacidad máxima de adsorción fue de 12.004 mg/g. El coeficiente de correlación indicó que el modelo predominante es el de segundo orden, prediciendo con mayor exactitud los valores de la capacidad de adsorción con el tiempo y ajustando los datos experimentales como se observa en la gráfica 4.

Gráfica 3.- Cinética de pseudo primer1 orden. Gráfica 4.- Cinética de pseudo segundo2 orden

1

0.8

0.6

0.4

0.2

y = -0.2118x + 1.0198 R² = 0.9293 0

1.2 00.511.522.533.5

1Efecto de la cantidad de plomo adsorbido por unidad de masa de adsorbente con respecto al tiempo, para una sola concentración de plomo y masa, a una temperatura constante.

Finalmente, la Tabla 4 presenta los resultados del establecimiento de la cinética de pseudo-segundo orden definido por su mejor coeficiente de

CONCLUSIONES

La pectina de la cáscara de naranja es un buen adsorbente de metales pesados, siendo el caso de estudio el plomo (II), esto se debe a la capacidad de formar enlace entre el grupo carboxilo del α (1→4)-galacturónico y los metales.

Del tratamiento de los datos experimentales concluimos que el fenómeno de adsorción es física (fisisorción) y forma multicapas en la superficie del adsorbente, por ello utilizo el modelo de isoterma de Freundlich con el cual obtuvimos la máxima capacidad de biosorción de 12.0012 mg/g que corresponde a un porcentaje de remoción m+aximo de 47.97 %

0.35

0.3

0.25

0.2

0.15

0.1

0.05

y = 0.1062x + 0.0201 R² = 0.9656 0

0.4 00.511.522.533.5

2Efecto de la cantidad de plomo adsorbido por unidad de masa de adsorbente con respecto al tiempo, para una sola concentración de plomo y masa, a una temperatura constante.

correlación (R2=0.9656) comparado con el obtenido por una cinética de pseudo-primer orden como lo describe Su et al. (2019) y Romero-Cano et al. (2016).

Tabla 4.- Cinética de adsorción Pseudo primer orden Pseudo segundo orden Qmáx K1 R2 Qmáx K2 R2 12.004 -0.5937 0.9293 49.751 0.003804 0.9656

Los tiempos de equilibrio se alcanzan a las 4 horas de agitación. El mejor ajuste de los resultados cinéticos se obtuvo con el modelo de pseudo segundo orden con altos valores de correlación (R2>0,97) en todos los casos, lo que implicaría que la cinética y no se ve afectada por los diferentes parámetros establecidos.

La experiencia demuestra que la naranja considera como residuo o pérdida puede ser aprovechada, dándole una nueva aplicación y valor agregado a sus componentes, como lo es, la pectina presente en su cáscara.

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GRAPHITE ELECTRODE AND POULTRY RESIDUAL BIOMASS FOR BIOELECTRICITY PRODUCTION

1Hugo Guillermo Jiménez Pacheco, 1Lilia Mary Miranda Ramos, 1Pavel Kewin Delgado Sarmiento

1Escuela profesional de Ingeniería Química, Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa

ABSTRACT

MFCMicrobialFuelCellsareelectrochemicalsystemsthatproducesustainableenergythroughthedegradation of organic matter, which is used as a substrate and can have a varied chemical composition; and also have a minimal impact on the environment, due to this MFC´s have been generating great interest in various researchers. In the bioprocess that occurs in the MFC, the production of metabolites is taken into advantage of, which are of great interest. In the investigation, tests were carried out to evaluate the generation of energy in MFC,usingresidualorganicbiomassfromthepoultrysector(chickenexcrement)undertheinfluenceofgraphite electrode. An MFC systemwithtwo compartmentcells wasdesigned, built in such awaythat each cellcontains the corresponding substrate for the anaerobic and aerobic system, as a separation, a salt bridge was used to exchange proteins from a phosphate buffer solution 100 mM potassium at a pH of 7.0 gelled with 2% agar for proton exchange in the central part, and 50 mM K3Fe (CN) 6 50 mM in the cathode chamber. The design of theMFCsystemsis acceptablefor theinvestigationof basicparameters,fortheproductionofenergy according totheliterature,toevaluatethecharacteristicsoftheuseofnewmaterialsandsubstratesandidentify it’s optimal temperatureofoperation,tostudythetypesofmicrobialcommunitiesthatare generatedduringthedegradation of specific compounds, as well as their characteristics and electrochemical parameters. According to the literature, the graphite material presents conductivity and power density in the MFC.

KEY WORDS: Graphite, Electrogenic, Geobacter, Electrochemistry.

INTRODUCTION

Currently, there is a need to identify renewable energiesfromsustainablesources,duetotheglobal demand for energy and the excessive consumption of non-renewable energies; Within this context, the use of organic waste and wastewater containing high organic materials [10] that are easily degradable have gained importance as a source of electricity generation with the use of MFC [11] [12] The use of this organic matter, as a primary energy source,iscarriedoutthroughacombustionprocess; Itstransformationintosubstancessuitable for use in this type of process, microbial fuel cells, has been investigated. Combustion involves the appearance of polluting products to a greater or lesser extent, depending on the nature of the reagents and technologiesused,with ahighriskoftheseproducts tobeemittedintotheenvironmentandconsequently generate contamination [1] [2]. Something to take into consideration is that when biomass goes through different transformation processes and becomes other combustible substances [3], it can generatesecondary effects that accelerate negative conditions, being irreversible and released into the environment [4] [5]. Among them, particles, carbon dioxide and monoxide, sulfur compounds, nitrogen oxides, solid and liquid residues are amongthe best known.

There are systems and equipment with fully developed technology that have very high yields, managingtoretainveryhighpercentagesofthetotal particles generated or of some risk components [2] [6]. The simultaneous application of new technologies and the proper management of biomass is a very important field that focuses on the search for new sources of renewable energy [7], leaving aside the use of fossil fuels that generate high levels of pollution.

MFC are an emerging biotechnology and contribute in the pollution-free energy crisis generated by industrial society [8] [9], they are an alternative to mitigate water availability and reuse the growing productionofcontaminatedagro-industrialeffluents.

The energetic activity to obtain bioelectricity can be explored through a conversion of the chemical energy of organic carbon compounds into electrical energy[13]andthroughcatalyticreactionsmediated by microorganisms under controlled conditions. Some studies show advances in the generation of energy from waste based on compost [19], other studies use kitchen garbage and bamboo waste to generate efficient energy and provide an ecofriendly solution for organic waste management, providing green and safe electricity [20]; In addition, residual biomass is a fuel source with the

contribution of electrogenic bacteria [14] that are capable to biodegrade these residues [18], transforming them into organic fertilizers useful for agriculture. For these reasons, the present study seeks to evaluate the generation of bioelectricity through the degradation of residual biomass from the poultry sector, testing graphite as the electrode material.

METHODOLOGY

The residual biomass was collected from a poultry (chicken) pen in the livestock sector, dry containers were used. The biomasses were crushed in mortars and then diluted with water to 10% weight/volume and deposited in the anode chambers of the MFC.

Thesystemconsistsofananodeconnected through a load resistance (RL) to the cathode through an external electrical circuit through which electrons flow,generatingcurrent(I).Theelectronstravelfrom the anode (negative) to the cathode (positive) due to redox potential difference that exists between the cathodic and anodic solutions. It has been shown thatthedirecttransferofelectronsfromthemicrobial cells to the electrodes occurs with very low efficiency, unless bacteria of some special groups (Geobacter and others) are used according to the literature [6].

Fortheexchange of protonsin thecentralpart of the MFC, 50 cm3 of a 100 mM potassium phosphate buffer solution at a pH of 7.0 gelled with agar was used, and 50 mM K3Fe (CN)6 was used in the cathode chamber.

EXPERIMENTAL

TheMFCweremadeofpolyvinylchloride-PVCwith the following specifications: 18 cm high and 11.4 cm in diameter, with a volume of approximately 1.71. The cells were connected to each other by a bridge 30 cm long and with an internal diameter of 7.6 cm. For the bridge conformation that will join the two containers for the transport of protons, a phosphate buffer with pH 7.0, gelled with 2.0% agar with a diameter of 3 inches was used. See Fig.1.

The electrode used was high-density graphite for both electrodes with 28.08 cm2 of surface area; For the electron acceptor solution, 50 mM potassium ferrocyanide was used. The voltage output produced by the cell was recorded continuously

using a multimeter measuring instrument (Keysight Multimeter 34461) every 60 seconds.

Fig. 1. Gelated Phosphate Buffer Gel as Proton Transport.

Then, the polarization of the system was tested for several external resistors, from 10Ω to 1MΩ connected for 30 min, after stabilizing the voltage, they were removed until reaching the initial evaluation voltage. The intensity (I) was calculated from the voltage obtained (E) through Ohm's Law and the power (W) according to the formula:

P=I V (1)

I: Intensity, mA. V: Voltage, mV.

Physicochemical parameters such as pH, Dissolved Oxygen and Conductivity were evaluated with a HANNA Multiparameter.

RESULTS AND DISCUSSION

It can be assumed from experimental data that the operation of MFC imitates several unitary wastewater treatments, like, biological (anaerobic) process [15], the electrochemical division/decomposition of sales and the symbiotic electrochemical oxidation.

Inview ofthe inherent advantagesofMFC,research in this direction assumes an importance that could lead to a broad application in the wastewater treatment industry. In Table N°1 it can be seen the obtained values for pH, OD, and conductivity, up to 208.5 hours of cell operation.

Table 1. Physicochemical parameters evaluated in MEC, with graphite electrode.

GRAPHITE-01

Hours (h) pH OD ppm Conductivity µS/cm

0.00 6.84 1.34 9044

24.70 6.72 1.57 8731

42.57 6.66 1.7 7612

74.12 6.57 2.17 9083 95.20 6.61 2.04 4712

119.00 6.52 2.4 7418

143.50 6.54 3.69 6174 164.50 6.58 3.78 6382 196.75 6.61 3.85 6586 208.50 6.62 4.12 6933

Better performance was obtained with biomass, including higher power density and higher substrate degradation [16], also reported in the literature.

Power density, electrode potential, Coulomb efficiency, and energy recovery in MFC [16], are examined as a function of solution ionic strength, electrode spacing, and composition. From the stabilization in energy production, its behavior was evaluated with external resistances of different values of 10Ω - 100KΩ for intervals of approximately 30 min, the produced density of potential and the density of current were observed, these behaviors can be seen in Fig. 2 Performance of conventional anaerobic treatment processes, such as anaerobic digestion obtained a maximum power density of 14 mW/m2 for the graphite cell electrode for a surface area of 20.08 cm2

These results, demonstrate that energy densities can be increased with graphite electrodes. This should lead to further improvements in energy generation and recovery. Based on the electrochemicalperformanceandthe analysisof the microbial community, a better performance of the MFC [17] results, is obtained, with emphasis on the type of electrode, whose positive correlation between the microbial community and the electrochemical performance optimizes the MFC technology.

CONCLUSIONS

The results show the feasibility of producing bioelectric energy from residual biomass under anaerobic conditions using MFC cells, this consists on the use of electrodes made of graphite material to obtain bioelectricity with the presence of cytochromic microbacteria from organic biomass. Observing in the evaluation a maximum production power density of 14 mW/m2 for cell with graphite electrode and surface of 20.08 cm2. A significant reduction in the DQO evaluation during the production of electricity from poultry biomass is presented, 4.12 for the cell with graphite electrode established that the oxidation of organic matter is oxidized and its respective conversion into CO2 and H2O and observing that it is within the ideal parameters for the generation of energy.

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Fig. 2. Power density for the graphite electrode

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PROPIEDADES REOLOGICAS DE EMULSIONES DE PETROLEO PESADO EN AGUA

Jorge Paul Pimentel Frisancho*

RESUMEN: El propósito de esta investigación fue determinar la influencia de la variación de temperatura (40, 50 y 60 ºC), sobre las propiedades reológicas de emulsiones de petróleo R-500 en agua. Se evaluó una mezcla compuesta de 70% de petróleo, 29% de agua y 1% de un tensoactivo comercial (Full Power). Como resultados del estudio reológico observamos la viscosidad aparente con relación al gradiente de velocidad (Curva de viscosidad) para las tres temperaturas antes mencionadas. Se determinó que la viscosidad de las emulsiones petróleo pesadoagua-tensoactivo disminuyen con el incremento del gradiente de velocidad, inicialmente las viscosidades a los tres perfiles de temperatura evaluadas difieren hasta aproximadamente un gradiente de velocidad de 9,5s-1; después las tres curvas presentan el mismo comportamiento. Se determinó que el incremento de temperatura disminuye la viscosidad debido probablemente a la disminución de la viscosidad del medio dispersante y al debilitamiento de las estructuras formadas por las partículas.

Se generó el siguiente modelo matemático para la viscosidad en función de la gradiente de velocidad: Viscosidad = 8609,9 (Gradiente de velocidad)-1

Se generó el siguiente modelo matemático para la viscosidad en función de la temperatura: Viscosidad = -2,545 (Temperatura) + 794,75

Se determinó que la ecuación de la regresión de los datos obtenidos para la viscosidad en función de la temperatura y gradiente de velocidad es:

Viscosidad = 1442.46 - 19.0035*Temperatura - 8.46489*Gradiente de velocidad + 0.0234*Temperatura^2 + 0.9522*Temperatura*Gradiente de velocidad - 2.26231*Gradiente de velocidad^2

Se utilizó un viscosímetro Brookfield modelo DV-III Ultra Programmable Rheometer con su respectivo baño termostático, de la Facultad de Ingeniería Química de la UNA-Puno.

PALABRAS CLAVE: Petróleo residual, viscosidad aparente, índice de consistencia, índice de flujo, fluido pseudoplástico.

ABSTRACT: The purpose of this investigation was to determine the influence of the temperature variation of 40, 50 and 60 º C on the rheological properties of emulsions of oil R-500 in water, was assessed a mixture composed of 70% oil, 29% water and 1% of a commercial surfactant (Full Power).

As results of the study note the apparent viscosity rheological relation to the shear rate (viscosity curve) for the three temperatures mentioned above. It was determined that the viscosity of heavy oil-water emulsions, surfactant decreases with increasing velocity gradient, the viscosity initially at three different temperature profiles evaluated to about a velocity gradient of 9.5s-1, then the three curves exhibit the same behavior. It was determined that the temperature rise decreases the viscosity probably due to the decrease of viscosity of dispersion medium and the weakening of structures formed by the particles. It generated the following mathematical model for viscosity as a function of shear rate: Viscosity = 8609,9 (Shear Rate) -1 It generated the following mathematical model for viscosity as a function of temperature: Viscosity = -2,545 (Temperature) + 794.75

Itwas determinedthattheequationoftheregressionofthedataobtainedfortheviscosityasafunctionoftemperature and shear rate is:

Viscosity = 1442,46 - 19.0035 * Temperature 8,46489 * Shear Rate + 0,0234 * temperature ^ 2 + 0,9522 * Temperature * Shear Rate 2,26231 * ^ 2 Velocity gradient

We used the Brookfield viscometer model DV-III Ultra Programmable Rheometer with its own thermostatic bath, of The Faculty of Chemical Engineering of the National University of the Puno

KEY WORDS: Residual oil, apparent viscosity, consistency index, flow rate, fluid pseudoplastic.

* Ing. Químico, Dpto. Académico de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería de Procesos, Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, e-mail: jpimentelf@unsa.edu.pe

1. INTRODUCCION

En la actualidad el conocimiento del comportamiento de ciertos fluidos no Newtonianos contribuye sustancialmente a la solución de una variedad de problemas en las industrias que trabajan con combustibles pesados. Para el transporte de ciertos petróleos pesados es necesario disminuir la viscosidad de los mismos, lo cual se consigue por calentamiento o dilución con petróleos ligeros o diésel, obteniendo una mezcla de menor viscosidad y peso; una alternativa mucho más económica es formar una emulsión con agua. Nos interesa conocer el comportamiento reológico de esta emulsión de petróleo-agua-tensoactivo a diferentes temperaturas ya que son requeridos para el diseño, selección y operación de equipo involucrado en su preparación bombeo y almacenamiento.

2. METODOLOGÍA

2.1 Materiales y Equipos

a. Materiales: Matraz Erlenmeyer de 250 ml. Probeta de 50ml Termómetro

b. Equipos: - Viscosímetro Brookfield DV-II Ultra - Agitador magnético - Baño termostático Brookfield.

2.2 Procedimiento

Se siguió el siguiente procedimiento:

1. En un matraz Erlenmeyer se coloca el petróleo pesado (R-500), agua y el tensoactivo (Full Power) en las proporciones de 70%, 29% y 1% v/v respectivamente.

2. Utilizando un agitador magnético se agita hasta que se forme la emulsión.

3. Se procede a la caracterización reológica a las temperaturas indicadas utilizando el viscosímetro Brookfield modelo DV-III Ultra Programmable Rheometer con su baño termostático.

4. Se realizaron tres replicas por cada corrida experimental.

Se aplicó un diseño multinivel factorial.

El diseño experimental sellevóa cabotomando en cuenta las siguientes variables.

Variables de la investigación:

Variables independientes Temperatura (°C) Gradiente de velocidad

Variable dependiente Viscosidad (cP)

3. RESULTADOS Y DISCUSION

Tabla 01. Resultados de la viscosidad a diferentes temperaturas TEMPERATURA (ºC) VISCOSIDAD (cP)* 40 687,9 50 677,6 60 637,0 *: Medida a 10 RPM

Viscosidad

(cP)

Gradiente de velocidad

Fig. 01. Curvas de viscosidad para las tres temperaturas evaluadas.

Apreciamos como la viscosidad disminuye con el incremento del gradiente de velocidad, inicialmente la difiere, hasta aproximadamente un gradiente de ; después las tres curvas presentan el mismo comportamiento.

viscosidad a los tres perfiles de temperatura evaluadas velocidad de 9,5s

Fotografía 01. Viscosímetro Brookfield DV-II Ultra implementado con baño termostático Brookfield

Fotografía 02. Residual R-500 y Tensoactivo comercial Full Power

Tabla 02.

Resultados para las diferentes temperaturas

Nº Grad. de velocidad Viscosidad (cP) 40 ºC 50ºCº 60ºC

1 5,01 836,68 686,83 551,02

2 6,08 1416,50 1107,44 802,25

3 6,08 1416,50 1416,50 909,13

4 7,15 1203,42 1203,42 840,21

5 7,15 1047,62 1203,42 893,81

6 8,22 1047,62 1047,62 931,43

7 9,29 926,32 926,32 873,26

8 9,29 926,32 926,32 926,32

9 10,37 830,19 830,19 827,17

10 10,37 752,94 830,19 745,41

11 11,44 752,94 752,94 752,94

12 12,51 688,17 688,17 688,17

13 12,51 688,17 688,17 688,17

14 13,59 633,66 633,66 633,66

15 13,59 587,65 633,66 587,65

16 14,65 587,65 587,65 587,65

17 15,73 547,43 547,43 547,43

18 15,73 547,43 547,43 547,43

19 16,79 512,75 512,75 512,75

20 16,79 481,86 512,75 481,86

21 17,87 481,86 481,86 481,86

22 18,94 454,49 454,49 454,49

23 18,94 454,49 454,49 454,49

24 20,01 430,32 430,32 430,32

Fig. 03. Diagrama Viscosidad Vs. Temperatura.

Se observa como el incremento de temperatura disminuye la viscosidad debido probablemente a la disminución de la viscosidad del medio dispersante y al debilitamiento de las estructuras formadas por las partículas al aumentar la temperatura. A partir de regresión lineal obtenemos la siguiente ecuación:

Viscosidad = -2,545 (Temperatura) + 794,75

ANALISIS ESTADISTICO PARA LA VISCOSIDAD

Fig. 02. Curvas de viscosidad para las tres temperaturas evaluadas, considerando línea de tendencia.

La finalidad de este grafico es generar un modelo matemático a través de regresión para el comportamiento de una emulsión de petróleo R500agua-tensoactivo para las temperaturas de 40, 50 y 60 ºC, para el caso la ecuación seria la siguiente:

Viscosidad = 8609,9 (Gradiente de velocidad)-1

Esta expresión matemática es válida solo para los rangos de trabajo evaluados.

En la siguiente figura apreciamos la relación entre la viscosidad (evaluada a 10 RPM) y la temperatura:

Tabla 03. Diseño multinivel factorial Nº Variables independientes Variable respuesta Temperatura °C Gradiente de velocidad (s-1)

Viscosidad cP

1 40,0 5,0 836,68 2 50,0 5,0 686,83 3 60,0 5,0 551,02 4 40,0 12,5 688,17 5 50,0 12,5 688,17 6 60,0 12,5 688,17 7 40,0 20,0 430,32 8 50,0 20,0 430,32 9 60,0 20,0 430,32

RESUMEN DEL ANÁLISIS

Tabla 04. Coeficientes de regresión para Viscosidad Coeficiente Estimado constante 1442.46

Tabla 05. Análisis de la Varianza para Viscosidad Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio RazónF Valor-P

A: Temperatura 13600.3 1 13600.3 5.98 0.0920

B: Gradiente de velocidad 102330. 1 102330. 45.00 0.0068

AA 10.9512 1 10.9512 0.00 0.9490

AB 20400.4 1 20400.4 8.97 0.0579

BB 32387.7 1 32387.7 14.24 0.0326

Error total 6822.04 3 2274.01 Total (corr.) 175552. 8

R-cuadrada = 96.1139 % R-cuadrada (ajustada por g.l.) = 89.6372 %

4. CONCLUSIONES

Se determinó que la viscosidad de las emulsiones petróleo pesado-agua-tensoactivo disminuyen con el incremento del gradiente de velocidad, inicialmente las viscosidades a los tres perfiles de temperatura evaluadas difieren, hasta aproximadamente un gradiente de velocidad de 9,5s-1; después las tres curvas presentan el mismo comportamiento.

Se determinó que el incremento de temperatura disminuye la viscosidad debido probablemente a la disminución de la viscosidad del medio dispersante y al debilitamiento de las estructuras formadas por las partículas.

Se trabajó a temperaturas de 40, 50 y 60 ºC, ya que a temperaturas más bajas como por ejemplo 15ºC (como inicialmente planteamos el trabajo de investigación), no se forma la emulsión en la proporción indicada. A partir de los 40ºC se observó la formación de la emulsión.

Se generó el siguiente modelo matemático para la viscosidad en función de la gradiente de velocidad:

Viscosidad = 8609,9 (Gradiente de velocidad)-1

Se generó el siguiente modelo matemático para la viscosidad en función de la temperatura:

Viscosidad = -2,545 (Temperatura) + 794,75

5. CITAS Y/O REFERENCIAS

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Fotografía 03 Fotografía 05. Utilizando un agitador magnético se agita hasta que se forme la emulsión

INCREMENTO DE LA RECUPERACIÓN DE ORO A PARTIR DE LAS SOLUCIONES PROVENIENTES DE LA CIANURACIÓN DE MINERALES AURÍFEROS MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE RESINAS DE INTERCAMBIO IÓNICO

Víctor Ludgardo Álvarez

Tohalino* (vtohalino@unsa.edu.pe), Sheyla Joseline Angulo Vargas* (sangulov@unsa.edu.pe)

RESUMEN: Se determinaron las capacidades de adsorción del carbón activado y la resina Aurix 100, para la recuperación del oro contenido en las soluciones procedentes de la cianuración de minerales de baja ley provenientes del distrito de La Joya. Arequipa. Las muestras fueron acondicionadas previamente a la cianuración; los resultados obtenidos a pH 10, 2mL/min, 4cm y 3 etapas de contacto evidenciaron que: mediante la absorción en carbón activado la solución pobre contiene en promedio una concentración de Au de 0,507 ppm. Mientras que el tratamiento con la resina de intercambio iónico Aurix 100, deja a la solución pobre con una concentración promedio de 0,095 ppm. El análisis estadístico de comparación múltiple determinó que las concentraciones de Au en ambos métodos de recuperación difieren significativamente entre ellos (p<0.05), esto indicaría que el proceso de intercambio iónico empleando la resina Aurix 100 logra mayor recuperación del oro disuelto en la solución cargada.

PALABRAS CLAVE: Adsorción, carbón activado, cianuración, recuperación, resina.

ABSTRACT: The adsorption capacities of activated carbon and Aurix 100 resin were determined for the recovery of gold contained in the solutions from the cyanidation of low grade ores from the La Joya district. Arequipa. The samples were conditioned prior to cyanidation; the results obtained at pH 10, 2mL/min, 4cm and 3 contact stages showed that: by means of activated carbon adsorption, the poor solution contains an average Au concentration of 0.507 ppm. While the treatment with Aurix 100 ion exchange resin leaves the lean solution with an average concentration of 0.095 ppm. The multiple comparison statistical analysis determined that the Au concentrations in both recovery methods differ significantly between them (p<0.05), this would indicate that the ion exchange process using the Aurix 100 resin achieves higher recovery of the gold dissolved in the loaded solution.

KEY WORDS: Adsorption, activated carbon, cyanidation, cyanidation, recovery, resin

1. INTRODUCCIÓN

En el proceso hidrometalúrgico de minerales de oro, a la disolución del metal precioso le sigue la etapa de purificación-concentración de la solución resultante de la cianuración y finalmente se efectúa la precipitación del metal. [1-5] Según la naturaleza de las especies minerales, el reactivo utilizado y el proceso de disolución aplicado; las soluciones obtenidas pueden ser de varias clases. [6,7] Las disoluciones fáciles de procesar son las que poseen una concentración adecuada del metal valioso y pequeñas cantidades de impurezas que no interfieran en los procesos posteriores. [2, 8-10] Por este motivo, las soluciones provenientes de la cianuración necesitan distintos tratamientos en función de sus características, como son: Baja concentración del metal primario, presencia de dos o más metales de interés, presencia de dos metales de naturaleza química similar o alto contenido de impurezas. Con respecto al primer punto se debe señalar que los principales procesos de purificación de soluciones consiguen incrementar su concentración. Esto es muy importante para la eficacia de la operación y de los procesos posteriores de precipitación; además permite reducir los volúmenes de procesamiento y disminuir el costo de los equipos. [11 13]

Existenvarias posibilidades para purificar y concentrar el metal valioso en las soluciones: cementación,

adsorción en carbón activado e intercambio iónico utilizando resinas adecuadas. En los últimos años, estos procesos han abierto nuevos campos en el tratamiento de los metales preciosos. [14-16]

Por tanto, el objetivo de esta investigación fue determinar las capacidades de adsorción del carbón activadoy de la resina Aurix 100, que permita seleccionar el método más adecuado para la recuperación del oro contenido en las soluciones procedentes de la cianuración de minerales de baja ley provenientes del distrito de La Joya. Arequipa.

2. METODOLOGÍA

2.1 Obtención y preparación del mineral: La muestra fue obtenida del yacimiento que se encuentra en las inmediaciones de la planta de la Unidad Minera El Puma S.A., la cual se encuentra a una distancia de 40 km de la zona urbana del distrito de La Joya, provincia de Arequipa. En el yacimiento se recoge una muestra representativa inicial de 100 Kg. de mineral que se lleva a la planta de la Unidad Minera El Puma. Los análisis químicos realizados al mineral indican que posee una concentración de oro de 9,3 g/TM, pH de 4,5 y 2,13 g/mL. En el laboratorio metalúrgico se realiza un manteo y cuarteo por rifles hasta conseguir una muestra de cabeza de 10 Kg. para su utilización en las diferentes pruebas de la investigación, los resultados del análisis

granulométrico de la muestra se presentan en la Tabla 1.

2.2 Tanque de Cianuración: Las características del tanque de cianuración empleado fueron: Capacidad: 16,90 L. Altura del Tanque: 32 cm. Diámetro del Tanque: 26 cm. Material: Plancha de hierro 1/16” Longitud del eje: 28 cm. Altura de la hélice: 4 cm. Diámetro de la hélice: 1,5 cm. Motor: Potencia 360 W. Voltaje 220 V Amperaje 2.1 A. Frecuencia 60 Hz. Velocidad de giro 20/3000.

Tabla 1: Análisis Granulométrico del Mineral

3 tubos de ensayo. La solución pobre (barren) que sale de la última columna es recogida en un vaso de precipitados para ser almacenada en un frasco cerrado y rotulado, tal como se muestra en la Figura 2.

2.4.Cianuración del mineral: La pulpa de mineral fue sometida a distintas etapas en esta parte de la investigación:

- Preparación de la pulpa del mineral: Se añadió agua al mineral, 3 Kg. de mineral y 7 litros de agua. Sin embargo, en un inicio solamente se le añaden 5 litros de agua a los 3 Kg. de mineral, con los 2 litros restantes se prepara la solución de cianuro de sodio.

- Acondicionamiento de la pulpa delmineral: Se agregó a la pulpa mineral 10 g. de cal (CaO) para elevar el pH que inicialmente era 4,5 hasta 10, que es el pH al que se llevó a cabo la cianuración Se agitó por espacio de 10 minutos para que se produzca una buena mezcla y por lo tanto una buena alcalinización

2.3 Equipo de adsorción de oro: Para alimentar la solución cargada (pregnant) al sistema de adsorción se colocó en la parte superior una pera de decantación de 200 ml. Esta pera de decantación va conectada a una manguera de látex que posee una válvula, a través de la cual se controla el flujo de solución para cada prueba. El sistema de adsorción propiamente dicho consta de 3 columnas dispuestas en serie una debajo de otra. Cada columna está constituida por un tubo de ensayo de 1 cm. de diámetro y 8 cm de longitud, en cuyo interior se encuentra el empaque de carbón activado o de resina según sea el caso. La altura de carbón activado o de resina en la columna debe ser de 4 cm. Para inmovilizar el empaque del adsorbente se utilizaron tapones circulares hechos de esponja, los cuales permiten el flujo normal de solución a través de ellos. Cada columna en base al tubo de ensayo se dispuso de la forma como se indica en la Figura 1.

- Preparación de la solución de cianuro: Para lograr la disolución del oro presente en el mineral se preparó una solución de cianuro de sodio (NaCN) 0,20% En un recipiente adicional se agregó 4 g de cianuro de sodio a 2L de agua y se agitó manualmente para lograr la disolución requerida. Esta solución se dividió en 4 partes: la primera de 0,80L. y las tres siguientes de 0,40L. cada una, para añadirlas al tanque de cianuración a determinados tiempos.

- Cianuración del mineral: Una vez preparada la solución de NaCN y acondicionada la pulpa mineral, se dio inicio al proceso de lixiviación, añadiendo la primera parte de la solución de cianuro (0,80 L). Inicialmente el consumo del cianuro en el proceso es alto por lo cual luego de 30 minutos se agrega la segunda parte de la solución de cianuro; la tercera y cuarta partes de la solución que faltaban se agregaron a las 2 y 4 horas después de iniciada la cianuración

Figura 1: Arreglo de cada tubo de ensayo para constituir la columna de adsorción.

Los tubos dispuestos en serie se encuentran conectados con mangueras de látex de 6 cm. de longitud para el paso de la solución de una etapa a otra. También se diseñó y elaboró un soporte de hierro dotado de cuatro brazos de madera con orificios como estructura base para colocar en forma vertical la pera de dosificación y los

A medida que el proceso avanzó, el ion cianuro se fue consumiendo y el pH disminuyó, motivo por el cual se tomaron muestras de la pulpa cada hora durante las primeras 4 horas para controlar la fuerza de cianuro y el pH. Para determinar la concentración del cianuro libre se tituló con solución de nitrato de plata y para determinar el pH se tituló con solución de ácido oxálico. Para suplir el déficit de cianuro y aumentar el pH de la pulpa, se agregó las cantidades necesarias de solución de cianuro de sodio y la cantidad necesaria de cal para que no descienda la alcalinidad en forma apreciable. La cianuración se llevó a cabo por un periodo de 12 horas, al finalizar el proceso se detiene la agitación, se deja sedimentar los sólidos en el fondo del tanque y se decanta la solución cargada (pregnant) a depósitos auxiliares.

Los sólidos que quedan en el fondo del tanque fueron filtrados con una tela filtrante, la solución rica que pasa el filtro se recogió en los depósitos antes mencionados, para luego de extraer una muestra que sirvió para analizar el contenido de oro que posee, se llevaa laetapa de adsorción con carbón activado o con resinas de intercambioiónico. Entanto que los sólidos que quedaron

en el material filtrante, previa toma de muestra también para analizar su contenido de oro, fueron descartados.

El análisis químico del relave agotado después de la cianuración indicó que contenía 2,6 g oro/TM.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El mineral se encuentra inicialmente a un pH de 4,5 y tiene una composición química en la que básicamente se destaca: 9,1 g Au/TM, 0,21% de Fe y 0,03 % de Cu. El mineral es previamente lavado y acondicionado en forma de pulpa, para luego ser cianurado bajo parámetros convencionales Después de efectuada la cianuración, el residuo sólido del proceso se somete a un análisis químico cuyo resultado muestra un contenido de 0,6 g Au/TM. Realizados los experimentos de recuperación del oro contenido en la solución procedente de la cianuración utilizando tanto la adsorción en carbón activado como el intercambio iónico con resina Aurix 100, se procedió a tomar las respectivas muestras de la solución barren o pobre que se recoge del equipo donde se efectúa el proceso de purificación-concentración de la solución cargada. Los resultados hallados para cada uno de los métodos de purificación - concentración investigados se muestran en las Tablas 2 y 3.

Tabla 2: Concentración de Oro en la Solución Barren con Carbón activado

Figura 2: Disposición del equipo de adsorción para carbón activado y resina.

El proceso de absorción aplicado a la hidrometalurgia y utilizando el carbón como adsorbente, puede definirse como la adsorción de determinados iones metálicos, sobre los lugares de cambio iónico de la superficie del carbón, cuando se pone en contacto con una solución fértil. [16-18] La capacidad de adsorción del carbón activado varía según la materia prima utilizada para su elaboración (madera de pino, cáscara de coco, etc.) pero generalmente se encuentra en el rango de 5,0 40,0 g Au/Kg. de carbón activado.

De las 10 pruebas realizan mediante adsorción en resina Tabla 2, a un flujo de 2 mL/min, pH 10; se observa que la concentración de oro en la solución barren oscila entre 0,08 y 0,12 mg/L. El intercambio iónico es un fenómeno de interfase que comprende un contacto iónico, el desplazamiento y alejamiento de ion móvil. [19]. La mayor recuperación de Au mediante resinas de intercambio iónico puede explicarse en que este tipo de materiales están formados por gramos de material sólido macromolecular [17,19], de carácter polar o insoluble, presentando una gran superficie interna y tiene cationes o aniones móviles.

Tabla 3: Concentración de Oro en la Solución Barren con Resina Aurix 100

Tras realizar el análisis estadístico de comparación múltiple (ANOVA) se pudo determinar que los tratamientos de adsorción para la recuperación de Au difieren estadísticamente (p<0.05), existe fuerte evidencia de que los promedios de tratamiento son diferentes, de modo que se rechaza H0: μ1 = μ2 a un nivel de significación de 0,01. El método de adsorción del oro utilizando el carbón activado tiene una media (μ1) más alta, lo cual quiere decir que la solución barren contiene mayor concentración del metal, lo que indica que se consigue una menor recuperación de oro. El método de adsorción del oro empleando la resina de intercambio iónico posee una media (μ2) más baja, lo cual significa que la solución barren contiene menor concentración del valor metálico, lo que indica que se consigue una mayor

recuperación de oro.

4. CONCLUSIONES

La adsorción del oro desde la solución cargada procedente de la cianuración de los relaves empleando carbón activado se lleva a cabo bajo parámetros adecuados: flujo de solución 2mL/min., pH de la solución 10, altura del carbón 4 cm y número de contactos 3; obteniéndose una recuperación que deja una concentración promedio de oro de 0,507 ppm en la solución barren. La adsorción de oro de la solución fértil proveniente de la lixiviación de los residuos de amalgamación usando resina Aurix 100 se realiza con los parámetros adecuados: flujo de solución 2ml/min., pH de la solución 10, altura de la resina 4 cm y número de contactos 3; con lo que se consigue una recuperación que deja una concentración promedio de oro de 0,095 ppm en la solución barren.

Al comparar la eficiencia de adsorción de oro desde soluciones procedentes de la cianuración de relaves, alcanzada con cada uno los dos adsorbentes en las mismas condiciones operativas; se observa mayor grado de adsorción con la resina Aurix 100 que deja una solución barren con 0,095 ppm. de oro, en comparación con el carbón activado que deja una solución pobre con 0,507 ppm del metal.

Se ha determinado estadísticamente que el método de adsorción de oro empleando la resina de intercambio iónico Aurix 100 logra mayor recuperación de oro. Los resultados alcanzados en la investigación y las excelentes características de la resina como: mayor selectividad, mayorcapacidad de adsorción, insolubilidad en agua y solventes, resistencia a la degradación, porosidad elevada y facilidad operativa; permiten establecerque la adsorción de orocon la resina Aurix 100 es el método más adecuado para procesar las soluciones provenientes de la cianuración de los relaves de amalgamación de La Joya

5. BIBLIOGRAFÍA

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BIOTRATAMIENTO DEL CROMO (VI) POR MEDIO DE ECO REEF ROCK EN EFLUENTES INDUSTRIALES MINEROS

Universidad Nacional de San Agustín Escuela Profesional de Ingeniería Química

RESUMEN

El daño de las sustancias químicas cuando se consideran contaminantes son de gran interés ya que se traducen como alteraciones de la funcionalidad de los órganos o sistemas en los seres vivos, los organismos son muy sensibles a la presencia de elementos exógenos provenientes de la contaminación ambiental. En la presente investigación abordamos el estudio para eliminación de cromo Vl por medio de ECO REEF ROCK cuando se aplica en aguas contaminadas. Los tratamientos de cromo VI (5 mg/L y 3 mg/L) se aplicaron las cantidades de adsorbente (40 g/L y 30 g/L) durante períodos de 4 y 2 horas en sistemas de reactores batch. Se evaluó la eliminación del cromo VI por adsorbentes. Sobre la base de los resultados obtenidos, concluimos que el nivel de concentración de cromo VI se redujo por debajo de los límites máximos permisibles de 0,5 mg/L. Esta investigación demostró que el adsorbente se pueden usar de manera eficiente para la eliminación de cromo VI con concentraciones características de efluentes industriales y mineros.

Palabras clave: Roca eco arrecife, cromo VI, biotratamiento

ABSTRACT

The damage of chemical substances when they are considered pollutants are of great interest since they translate into alterations in the functionality of organs or systems in living beings, organisms are very sensitive to the presence of exogenous elements from environmental pollution. In the present investigation we approach the study for the elimination of chromium Vl by means of ECO REEF ROCK when it is applied in polluted waters. Chromium VI treatments (5 mg/L and 3 mg/L) were applied with adsorbent quantities (40 g/L and 30 g/L) for periods of 4 and 2 hours in batch reactor systems. Chromium VI removal by adsorbents was evaluated. Based on the results obtained, we conclude that the concentration level of chromium VI was reduced below the maximum permissible limits of 0.5 mg/L. This investigation demonstrated that the adsorbent can be used efficiently for the removal of chromium VI with characteristic concentrations from industrial and mining effluents.

Keywords: Eco Reef Rock, Chrome VI, biotreatment,

INTRODUCCION

Dentro de la industria química tenemos diferentes rubros acerca del uso del cromo, tanto en la minería, textiles ycurtiembres;en el caso del cromo (Vl), tenemos que se generan efluentes por parte de las industrias mencionadas sobrepasando los Estándares de Calidad Ambiental como el caso de las pequeñas mineras en Chala.

Con Respecto a la toxicidad del cromo VI representa la mayor amenaza, especialmente debido a sus efectos genéticos. Los compuestos del cromo VI actúan en casi todos los sistemas de ensayo diseñados para determinar sus efectos mutagénicos. Los efectos nocivos en la salud por exposición al cromo se tiene malestar de estómago y úlceras, problemas respiratorios, debilitamiento del sistema inmune, daño en los riñones e hígado, alteración del material genético entre otros [1].

El ECO REEF ROCK, ha demostrado en estudios de que tiene un poder adsorbente de metales pesados dentro de ellos el cromo VI y turbiedad en soluciones industriales de minería e industrias

como la de curtiembre y textiles debido a su alta porosidad; ya sea en procesos de lecho fluidizo y lecho continuo en el sistema CSTR o por lotes, llegando a resultados óptimos reduciendo el contaminante cromo VI a los ECAs según norma peruana

MATERIALES Y METODOS

Preparación de la Roca Eco Arrecife

Esta roca de arrecife bioactiva, se fabrica dentro de un sistema cerrado que utiliza ingredientes 100% naturales y es un producto a base de calcio, que es el mismobloquede construcción naturalque laroca viva recolectada en la naturaleza. Inicialmente, la roca de arrecife "Reef" se coloca en un proceso de curado en agua dulce durante 10 semanas, seguido de un período de crecimiento de agua salada de 12 a 16 semanas en canaletas a un pH de 8,4. Luego se procede a la activación con una temperatura de 60°C durante 4 horas con una granulación de 1 mm [2].

Pavel Delgado Sarmiento; Lilia Miranda Ramos; Hugo Jiménez Pacheco; Silvana Vizcarra Nuñez; María Becerra Arroyo; Rosario Canahuire Pando

Después, se coloca la roca de arrecife "Reef" en un recipiente de curado con agua salada hasta que el pH sea de 8,0-8,4. Una vez culminado el proceso de síntesis y activación de la roca Reef; se procede a realizar la adsorción del cromo VI.

X3 = Eco Reef g/L= 40 - 30

Dependientes

Y=Concentración de cromo (VI) post-tratamiento

En total tenemos 11 muestras de las cuales solo consideramos las 8 primeras muestras.

Figura 1 Porosidad de la Eco Reef Rock

Proceso de remoción del cromo VI con el Sistema Batch.

Se tomó la cantidad de ECO REEF ROCK de acuerdo a la matriz experimental mostrada en la tabla 1. Se realizaron ensayos con tres niveles de concentración de ECO REEF ROCK por litro de solucion de cromo VI en evaluación en el reactor batch a 200 rpm, se realizo las siguientes pruebas como se indica en la table 1:

ECA Cr (VI)= 0,05 mg/L

VARIABLES

2.

RESULTADOS Y DISCUSION

Después de haber realizado las 11 pruebas; los resultados de laboratorio utilizando la técnica de espectrofotometría de absorción atómica para la medición del cromo VI; se procedió a realizar los cálculos, los cuales nos dio los siguientes resultados como se muestra en la tabla 1.

Figura

Remoción del Cr VI por Eco Reef Rock en el reactor IO 300

Tabla 1. Matriz del diseño experimental

Standard run CenterPt Eco Reef Rock, g/L Tiempo, horas Cr (VI), mg/L Cr (VI) final, mg/L

Y 1 1 30 2 3 0,09 2 1 40 2 3 0,03 3 1 30 4 3 0,05 4 1 40 4 3 0,21 5 1 30 2 5 0,16 6 1 40 2 5 0,08 7 1 30 4 5 0,60 8 1 40 4 5 0,05 9 0 33 3 4 0,04 10 0 35 3 4 0,06 11 0 35 3 4 0,05

En la tabla2, para efectode una ampliaexplicación de los resultados obtenidos, se aplicó elanálisis devarianza, utilizando el programa Statgraphics [3], para valores críticos de la distribución F(0.05), los que se reportan a continuación.

Tabla 2. Análisis de varianza

Fuente de Variación Suma de cuadrados GL Media de cuadrados Fexp Ftab Valor-p Sig X1 Cr VI 0.0882 1 0.0882 26.46 18.51 0.03578 Si

X2 HORAS 0,4802 1 0,4802 144.06 18.51 0.00687 Si

X3 ECO REEF ROCK 0,09245 1 0,09245 27.735 18.51 0.03422 Si

X1X2 Cr VI*HORAS 0,1568 1 0,1568 47.04 18.51 0.02060 Si

X1X3 Cr VI*ECO REEF R 0.57245 1 0.57245 171.735 18.51 0.00577 Si

X2X3 HRS*ECO REEF R 0.15125 1 0.15125 45.375 18.51 0.02134 Si

X1X2X3 Cr VI*HRS*ECO 0.55125 1 0.55125 165.375 18.51 0.00599 Si Curvatura 1.390551515 1 1.390551515 417.16545 18.51 0.00239 Si Error 0.006666667 2 0.003333333 Total 3.489818182 10

En la table 2, el factor concentración cromo VI por el adsorbente Eco Reef Rock influye mayormente en el porcentaje de adsorción de cromo VI, habiéndose obtenido el valor de Efecto concentración cromo VI por el adsorbente Eco Reef Rock= 0.00577. Del análisis del diseño experimental se obtuvo el modelo matemático para la remoción de cromo VI.

Tabla 3. Coeficientes codificados

Contrastes Estimacion del efecto Coeficiente estimador Contraste^2 Suma de cuadrados Corridas/ replica

X0 2,64 0,67 0,335 7,1824 0,8978 8

X1 0,84 0,21 0,105 0,7065 0,0882 8

X2 1,96 0,49 0,245 3,8516 0,4802 8

X3 -0,81 -0,215 -0,1075 0,7396 0,09245 8

X1X2 1,12 0,28 0,14 1,2544 0,1568 8

X1X3 -2,14 -0,535 -0,2675 4,5796 0,57245 8

X2X3 -1,1 -0,275 -0,1375 1,21 0,15125 8

X1X2X3 -2,1 0,525 -0,2625 4,41 0,55125 8

Según la tabla 3, muestra los efectos de los factores que tienen influencia en la variable de respuesta; se despliega la ecuación de regresión de la concentración de cromo (VI) ¨Y¨ que se ha ajustado a los datos, obteniéndose la siguiente ecuación: Y = 0.335+0.10X1+0.245X2-0.1075X3+0.14X1X20.2675X1X3-0.1375X2X3-0.2625X1X2X3

Analisis de Pareto

del adsorbente Eco Reef Rock, son los que tiene mayor efecto significativo sobre la variable respuesta.

CONCLUSIONES

• Las ECO REEF ROCK probadas tienen la capacidad de disminuir la concentración de Cr (VI) en el efluente industrial

• El tiempo óptimo de tratamiento se comprobó fue entre 4 y 3 horas

• Se obtuvieron resultados favorables en la mayoría de las muestras con excepción de dos que varían mucho con respecto a las demás, esto se debió a la alta concentración de cromo que se les incorporo en un inicio.

BIBLIOGRAFIA

Figura 2. Análisis de Pareto

En la figura 2, nos indica que el factor interacción X1X3 que es las horas de tratamiento y la cantidad

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3. https://www.statgraphics.net/wpcontent/uploads/2011/12/tutoriales/ANOVA%20Si mple.pdf

LA RESPONSABILIDAD SOCIAL EN LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN HACIA EL DESARROLLO DE LA CONCIENCIA AMBIENTAL EN LOS ESTUDIANTES – AREQUIPA 2019 - 2020

Dra. Jane Mara Linares Pomareda*, Mg. Silvana Mercedes Zoila Vizcarra Núñez**, Dra. Catalina Orfelina Rondón Saravia de Zamalloa*** *jlinaresp@unsa.edu.pe, **svizcarra@unsa.edu.pe, ***crondon@unsa.edu.pe

RESUMEN: La necesidad de desarrollar conciencia ambiental constituyen una realidad cada vez más emergente con la finalidad de conservar el planeta. La presente investigación tiene como objetivo desarrollar conciencia ambiental en estudiantes. La metodología consistió en un enfoque cualitativo, se desarrollaron actividades destinadas a conservar el medio ambiente con una muestra de 75 estudiantes, se les tomó un pretest y un post test de un cuestionario de escala Likert con cuatro dimensiones: Afectiva, cognitiva, disposicional y activa. Los resultados permiten evidenciar el desarrollo de una conciencia ambiental a medida que los estudiantes van desarrollando actividades en los que se sientan comprometidos con el desarrollo y la práctica de hábitos destinados a la conservación del medio ambiente. Las conclusiones destacan la importancia de implementar actividades que conduzcan a la práctica y desarrollo de compromisos de los estudiantes destinados a la conservación del medio ambiente.

PALABRAS CLAVE: Conciencia ambiental; desarrollo; estudiantes, educación.

ABSTRACT: The need to develop environmental awareness constitutes an increasingly emerging reality in order to conserve the planet. This research aims to develop environmental awareness in students. The methodology consisted of a qualitative approach, activities designed to conserve the environment were developed with a sample of 75 students, they took a pretest and a post test of a Likert scale questionnaire with four dimensions: Affective, cognitive, dispositional and active. . The results show the development of an awareness as environmental students develop activities in which they feel committed to the development and practice of habits aimed at conserving the environment. The conclusions highlight the importance of implementing activities that lead to the practice and development of student commitments aimed at environmental conservation..

KEY WORDS: Environmental awareness; developing; students, education.

1. INTRODUCCIÓN

Actualmente mucho se habla de contaminación, deterioro, degradación del ambiente natural, del cómo lograr en la población la adquisición de una conciencia ambiental, es decir, la formación de actitudes y comportamientoscuidadososconelmedioambienteylos factoresquefacilitanuobstaculizaneldesarrollodeestas orientaciones ecológicas [1,2]

Por ello, es importante resaltar que la conciencia ambiental es necesaria para elevar al máximo la formaciónyeducaciónambientalendiferentesesferasde la sociedad, desde las personas más influyentes y poderosas hasta las más sencillas, ya que su forma cotidiana de actuar tiene gran influencia sobre el medio ambiente [3,4]

De ahí que en la presente investigación se asuma que la realización de proyectos ecológicos dentro de la Responsabilidad Social Universitaria se constituye en una estrategia orientada a la formación de una nueva conciencia ambiental que incida en preferencias de consumo y patrones de convivencia [5,6].

2. METODOLOGÍA

2.1.

TIPO Y DISEÑO DE INVESTIGACIÓN

Por la naturaleza de la investigación se trabaja con el tipo de investigación experimental, con el diseño Pre Experimental pre test y post test con un solo grupo [7].

2.2.

DETERMINACIÓN DE LA POBLACIÓN.

La población está constituida por 500 estudiantes de la Facultad de Ingeniería de procesos, donde a través

de un muestreo aleatorio simple se eligieron a 75 estudiantes para el desarrollo de la investigación [7].

2.3. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS.

Latécnicaaempleareslaencuesta yelinstrumento es un cuestionario basado en la escala de likert con un total de 20 items. Los puntajes que se le han asignado a cada alternativa van de 1 hasta 5, por lo que el puntaje máximo que se podría obtener sería de 100 puntos [7].

2.4. PROCEDIMIENTO

DE RECOGIDA Y ANÁLISIS DE DATOS

Se recoge la información mediante el instrumento (cuestionario) en dos momentos de la investigación: al inicio en el mes de mayo del año 2019 (Pre Test) y en el mes de noviembre del año 2020 (Post Test) [7]. El procesamiento de datos se realiza utilizando las herramientas de Excel.

3. RESULTADOS Y DISCUSION

Análisis estadístico figuras de los resultados del pre y post test

Tabla No 1: Dimensión Afectiva Distribución de Frecuencias para la Dimensión Afectiva Li Ls Frecuencia % Nivel 5 8 0 0% Bajo 9 13 10 13% Medio bajo 14 18 65 87% Medio 19 23 0 0% Medio Alto 24 25 0 0% Alto

0%

13%

Figura Nº 1: Dimensión Afectiva

En la gráfica anterior se aprecia que la mayor frecuenciadealumnosseconcentraenelnivelmediocon un 87% y para el nivel medio bajo con un 13% en lo concerniente a la dimensión afectiva de la variable conciencia ambiental

Tabla N° 2: Dimensión Cognitiva

Distribución de Frecuencias para Dimensión Cognitiva

Li Ls Frecuencia % Nivel

5 8 0 0% Bajo 9 13 47 63% Medio bajo

14 18 28 37% Medio

19 23 0 0% Medio Alto 24 25 0 0% Alto

Figura Nº2: Dimensión Cognitiva

En la gráfica anterior se aprecia que la mayor frecuencia de alumnos se concentra en el nivel medio bajo con un 63% y para el nivel medio con un 37% en lo concerniente a la dimensión cognitiva de la variable conciencia ambiental

Tabla N° 3: Dimensión Disposicional Distribución de Frecuencias para Dimensión Disposicional

Li Ls Frecuencia % Nivel 5 8 0 0% Bajo 9 13 29 39% Medio bajo 14 18 46 61% Medio 19 23 0 0% Medio Alto 24 25 0 0% Alto

Figura Nº 3: Dimensión Disposicional

En la gráfica anterior se aprecia que la mayor frecuencia de alumnos se concentra en el nivel medio bajo con un 61% y para el nivel medio un 39% en lo concerniente a la dimensión disposicional de la variable conciencia ambiental

Tabla N° 4: Dimensión Activa

Distribución de Frecuencias para la Dimensión Activa

Li Ls Frecuencia % Nivel 5 8 0 0% Bajo 9 13 34 45% Medio bajo 14 18 41 55% Medio 19 23 0 0% Medio Alto 24 25 0 0% Alto

Figura Nº 4: Dimensión Activa

En la gráfica anterior se aprecia que la mayor frecuenciadealumnosseconcentraenelnivelmediocon un 55% y para el nivel medio bajo un 45% en lo concerniente a la dimensión activa de la variable conciencia ambiental.

Tabla N° 5: Distribución de Frecuencias de Conciencia Ambiental Distribución de Frecuencias de Conciencia Ambiental Li Ls Frecuencia % Nivel

20 39 0 0% Bajo 40 49 1 1% Medio bajo 50 59 65 87% Medio 60 69 9 12% Medio Alto 70 100 0 0% Alto

0% 1% 87% 12% 0%

Figura Nº 5: Puntaje Promedio de la Conciencia Ambiental Pre test

En la gráfica anterior se aprecia que la mayor frecuencia de alumnos, en el momento anterior a las accionesdeResponsabilidadSocial,seubicanenelnivel medio con 87% seguido del nivel medio alto con 12% y finalmente con 1% para el nivel medio bajo.

Comparación de los Resultados en el Pre Test

Post Test

0% 39% 61% 0%0% BajoMedio bajo MedioMedio Alto Alto 0% 45% 55% 0%0%

Gráficos de los Resultados del Post Test

Tabla N° 6: Dimensión Afectiva Distribución de Frecuencias para Dimensión Afectiva Li Ls Frecuencia % Nivel 5 8 10 13% Bajo 9 13 17 23% Medio bajo 14 18 24 32% Medio 19 23 16 21% Medio Alto 24 25 8 11% Alto

13% 23% 32% 21% 11%

En la gráfica anterior se aprecia la distribución de frecuencias para la dimensión afectiva de la variable conciencia ambiental, donde el nivel medio es el de mayor frecuencia con 32% seguido de los niveles medio bajo y medio alto con 23% y 21% respectivamente, finalmente se tiene los bajo y alto con 13% y 11% respectivamente.

Tabla N° 7: Dimensión Cognitiva

Distribución de Frecuencias para Dimensión Cognitiva

Li Ls Frecuencia % Nivel

5 8 0 0% Bajo 9 13 9 12% Medio bajo 14 18 42 56% Medio

19 23 23 31% Medio Alto 24 25 1 1% Alto

En la gráfica anterior se aprecia que la mayor frecuencia se concentra en el nivel medio con un 56% y para el nivel medio alto con un 31% en lo concerniente a la dimensión cognitiva de la variable conciencia ambiental.

BajoMedio bajo MedioMedio Alto Alto

Figura Nº 7: Dimensión Cognitiva

Tabla N° 8: Dimensión Disposicional

Distribución de Frecuencias Dimensión Disposicional

Li Ls Frecuencia % Nivel

5 8 0 0% Bajo 9 13 20 27% Medio bajo 14 18 25 33% Medio 19 23 24 32% Medio Alto 24 25 6 8% Alto

BajoMedio bajo MedioMedio Alto Alto

Figura Nº 8: Dimensión

Disposicional

En la gráfica anterior se aprecia que la mayor frecuencia se concentra en el nivel medio con un 33% y para el nivel medio alto un 32% en lo concerniente a la dimensión disposicional de la variable conciencia ambiental.

Tabla N° 9: Dimensión Activa

Distribución de frecuencias para dimensión Activa Li Ls Frecuencia % Nivel 5 8 0 0% Bajo 9 13 0 0% Medio bajo 14 18 11 15% Medio 19 23 54 72% Medio Alto 24 25 10 13% Alto

En la gráfica anterior se aprecia que la mayor frecuenciadealumnosseconcentraenelnivelmedioalto con un 72% y para el nivel medio un 15% en lo concerniente a la dimensión activa de la variable conciencia ambiental.

Tabla N° 10: Distribución de Frecuencias de la Conciencia Ambiental -Post test Distribución de frecuencias de conciencia ambiental Li Ls Frecuencia % Nivel 20 39 0 0% Bajo 40 49 5 7% Medio bajo 50 59 11 15% Medio 60 69 20 27% Medio Alto 70 100 39 52% Alto

BajoMedio bajo MedioMedio Alto Alto

Figura Nº 10: Distribución de Frecuencias de la Conciencia Ambiental Post Test

Figura Nº 9: Dimensión Activa

Figura Nº 11: Frecuencia por Niveles de Conciencia Ambiental

Figura Nº 12: Comparación de Resultados en el Post test

Prueba t de Student para demostrar la validez de la hipótesis

Con toda la estadística deductiva, asumimos que las variables dependientes tienen una distribución normal.Especificamoselniveldelaprobabilidad(nivelde la alfa, nivel de la significación, p) que estamos dispuestos a aceptar antes de que cerco datos (p < .05 es un valor común se utiliza que) [8].

Tabla N° 11: Prueba T para dimensión afectiva Prueba t para medias de dos muestras emparejadas

Variable 1 Variable 2

Media 14.75 22.39 Varianza 1.38 6.02

Observaciones 75 75

Grados de libertad 74 Estadístico t 23.1728999

P(T<=t) una cola 5.8961E-36 Valor crítico de t (una cola) 1.66570689

P(T<=t) dos colas 1.1792E-35 Valor crítico de t (dos colas) 1.9925435

Tabla N° 12: Prueba T para dimensión cognitiva Prueba t para medias de dos muestras emparejadas

Variable 1 Variable 2

Media 13.00 19.51 Varianza 1.38 6.74

Observaciones 75 75

Grados de libertad 74 Estadístico t 19.1198787

P(T<=t) una cola 1.1837E-30 Valor crítico de t (una cola) 1.66570689

P(T<=t) dos colas 2.3675E-30 Valor crítico de t (dos colas) 1.9925435

Tabla N° 13: Prueba T para dimensión disposicional Prueba t para medias de dos muestras emparejadas Variable 1 Variable 2

Media 14.15 20.64 Varianza 1.99 12.23

Observaciones 75 75

Grados de libertad 74 Estadístico t -15.822213

P(T<=t) una cola 9.4151E-26 Valor crítico de t (una cola) 1.66570689 P(T<=t) dos colas 1.883E-25 Valor crítico de t (dos colas) 1.9925435

Tabla N° 14: Prueba T para dimensión activa Prueba t para medias de dos muestras emparejadas Variable 1 Variable 2

Media 13.39 20.81 Varianza 4.29 7.07 Observaciones 75 75

Grados de libertad 74 Estadístico t - 21.1187719

P(T<=t) una cola 2.3259E-33 Valor crítico de t (una cola) 1.66570689 P(T<=t) dos colas 4.6518E-33 Valor crítico de t (dos colas) 1.9925435

Tabla N° 15: Prueba T general

Prueba t para medias de dos muestras emparejadas Variable 1 Variable 2

Media 55.28 83.35

Varianza 12.99 73.55

Observaciones 75 75

Grados de libertad 74 Estadístico t 26.2007105

P(T<=t) una cola 1.7694E-39

Valor crítico de t (una cola) 1.66570689

P(T<=t) dos colas 3.5388E-39

Valor crítico de t (dos colas) 1.9925435

Resultados: Se valida la hipótesis a través de la prueba de T-Students

4. CONCLUSIONES

1. De los resultados obtenidos se concluye que los estudiantes que realizaron actividades de responsabilidad social como estrategia metodológica en los años 2019 2020 mejoraron su conciencia ambiental.

2. Se estableció la conciencia ambiental en los estudiantes de la Facultad de Ingeniería de Procesos de la UNSA al iniciar el año académico 2019, encontrándose un 87% en el nivel medio y 12% en el nivel medio alto ninguno tuvo un nivel alto.

3. Se desarrollaron actividades de Responsabilidad Social como: Plantación de árboles, Limpieza del ambiente, Manejo de residuos sólidos, Creación de áreas verdes y Charlas Virtuales de Cultivos Hidropónicos.

4. Se estableció la conciencia ambiental en los estudiantes de la Facultad de Ingeniería de Procesos de la UNSA al concluir el año académico 2020, encontrándose en el nivel alto un 53%, en el nivel medio alto 27%, en el nivel medio 12% y en el nivel bajo 8%.

5. Se evidenció que la conciencia ambiental de los estudiantes de la Facultad de Ingeniería de Procesos de la UNSA después de la realización de las actividades de Responsabilidad Social se ha incrementado en el nivel alto desde 0% hasta un 53%, en el nivel medio alto desde un 12% a un 27% lográndose de esta manera el objetivo de la presente investigación.

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INVESTIGACION DE PROPIEDADES FISICO QUIMICAS DE EMULSIONES METANOL DIESEL 2, COMO COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS PARA MOTOR

DIESEL A CONDICIONES DE ALTURA

RESUMEN: En el presente trabajo se ha investigado el impacto de la sustitución parcial de diésel 2 por metanol en sus características físico químicas, en los índices de trabajo y el humeado, como opción de reducción de las emisiones diésel en la ciudad de Arequipa. Se prepararon emulsiones de metanol y diésel 2 en porcentajes de 5, 7, 9, 11 ,13 % en vol. de metanol y se determinaron propiedades físico químicas. El hollín obtenido de la combustión de diésel 2 y de la emulsión diésel 2 y 5 % de metanol fue captado en papel filtro y se efectuó un análisis al SEM. Donde se concluyó que el humeado disminuye, debido a los valores de la densidad, índice diésel y cetano, punto de anilina, viscosidad, temperatura media de ebullición, masa molecular, factor de caracterización, punto de fluidez, ya que son menores para metanol y sus emulsiones que para el caso de diésel 2.

PALABRAS CLAVE: Metanol, diésel, hollín, combustión.

ABSTRACT: In the present work, the impact of the partial substitution of diesel 2 for methanol in its physical-chemical characteristics, in the work indexes and smoking, as an option to reduce diesel emissions in the city of Arequipa, has been investigated. Emulsions of methanol and diesel 2 were prepared in percentages of 5, 7, 9, 11, 13% in vol. of methanol and physical chemical properties were determined. The soot obtained from the combustion of diesel 2, diesel emulsion 2 and 5% methanol was captured on filter paper, and an SEM analysis was performed. Where it was concluded that the fuming decreases, due to the values of density, diesel and cetane index, aniline point, viscosity, average boiling temperature, molecular mass, characterization factor, pour point, since they are lower for methanol and their emulsions than in the case of diesel 2.

KEY WORDS: Methanol, diesel, soot, combustion.

1. INTRODUCCIÓN

En esta indagación, se plantea la sustitución parcial de diésel 2 por metanol como combustible alternativo. El metanol puede ser obtenido a partir del gas natural el cual existe en abundancia en Camisea.

En la actualidad, la crisis mundial del petróleo, así además las exigencias que conllevan la aplicación de normas, que se vienen imponiendo en relación alaconcentracióndelassustanciasdañinosenlos gases de escape de los motores a combustión, ordena a buscar medidas y alternativas para la solución de estos problemas importantes que permitan la implementación racional de costosos recursos naturales, la defensa del medio ambiente y la salud de la humanidad y sus generaciones. El problema se fundamenta en la utilización máxima posible del metanol en el motor diésel con las menores modificaciones de la obra del motor. Una de las desventajas del uso de combustible diésel solo, es la emisión junto con los gases de escape de las partículas sólidas; 80 90% de las cuales, tienen el tamaño hasta de 1 micrómetro, las cuales pueden causar enfermedades crónicas. La utilización del gas natural y del metanol, se cree como un importante camino para la disminución de la contaminación ambiental provocada por recursos de los gases de escape como CO, CO2, CH, NOx y partículas sólidas, según los datos de EPA (31). Debido a la vida en el aire de NOx y CH y por acción de los rayos solares se forma smog fotoquímico.

La implementacióndemetanoly desus emulsiones con gasolina como combustible para motores de ignición por chispa, ha sido ampliamente investigado, habiéndose comunicado un comportamiento satisfactorio. La preocupación por remediar el impacto negativo en la atmósfera y salud que causa la implementación de diésel, justifica las averiguaciones acerca del uso de metanol en motores a diésel, para

reducir emisiones dañinas como humeado, material articulado, dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno. La utilización de metanol en Perú, en motores de combustión interna tendría una justificación social, técnica y económica.

2. METOLOGIA

Se prepararon emulsiones de metanol y diésel 2 en porcentajes de5,7, 9,11,13% envolumen,demetanol y se definieron características físico químicas como densidad, API y gravedad específica, índice diésel, índice de cetano, punto de anilina, punto de inflamación, viscosidad, destilación, masa molecular, elemento de caracterización, punto de fluidez, agua porcentaje en volumen, microscopía electrónica de barrido, modelación del balance térmico de la emulsión diésel 2 -metanol al 5 %.

El combustible diésel 2 y la emulsión diésel 2 y 5 %de metanol fueron combustionados en el banco de pruebas de la UNSA, con el propósito de obtener los índices de trabajo y datos acerca del humeado.

3. RESULTADOS Y DISCUSION

3.1. Determinación de propiedades físico químicas de diesel2 emulsiones diesel 2- metanol y metanol en condiciones de Arequipa.

3.1.1. DENSIDAD DE COMBUSTIBLES A DOS DIFERENTES TEMPERATURAS Y VARIACION DE LA DENSIDAD CON LA COMPOSICION

Tabla 1.DENSIDAD DE DIESEL 2 , EMULSIONES

DIESEL 2 METANOL Y METANOL A 20°C y 15.556 °C (60°F)

Virginia Luisa Perez Murillo, Rodolfo Roque Perez Mendez, Gianella Lizet Montoya Reinoso

Combustible

Densidad a 20°C (g/ml)

Densidad a 15,556°C (60°F)

Diesel 2 13 % metanol 0,845 0,8468

Metanol 0,791 0,7963

Fuente :Elaboración propia 3.1.2. VARIACION DEL INDICE DIESEL DE COMBUSTIBLES EN FUNCION DE LA COMPOSICION

Tabla 2.INDICE DIESEL DE DIESEL 2 , EMULSIONES

COMBUSTIBLE INDICE DIESEL

V Diesel -2 57,17

D2 - 5% metanol 55,68

D2 7% metanol 53,84

D2 9 % metanol 49,78

D2 11% metanol 48,99

D2 13 % metanol 47,35

Fuente :Elaboración propia 3.1.3. VARIACION DEL INDICE DE CETANO DE COMBUSTIBLES EN FUNCION DE LA COMPOSICION

Tabla 3.INDICE DE CETANO DE DIESEL 2 , EMULSIONES

COMBUSTIBLE INDICE DE CETANO

DIESEL -2 50,00

D2 - 5% metanol 48,00

D2 7% metanol 47,50

D2 9 % metanol 45,00

D2 11% metanol 42,50

D2 13 % metanol 40,00

Fuente :Elaboración propia 3.1.4. VARIACION DEL PUNTO DE ANILINA DE COMBUSTIBLES EN FUNCION DE LA COMPOSICION

Tabla 4.PUNTOS DE ANILINA DE DIESEL 2 , EMULSIONES

COMBUSTIBLE PUNTO DE ANILINA °C PUNTO DE ANILINA °F

Diesel 2 171 339,8

Diesel 2 - 5M 164 327,2

Diesel 2 7M 157 314,6

Diesel 2 9M 142 287,6

Diesel 2 11M 136 276,8

Diesel 2 13 M 130 266,0

Fuente :Elaboración propia 3.1.5. VARIACION DE LA VISCOSIDAD DE COMBUSTIBLES EN FUNCION DE LA COMPOSICION

Tabla 5.VALORES DE VISCOSIDAD DE DIESEL 2

COMBUSTIBLE VISCOSIDAD EN cp A 20°C

Diesel -2 3,916

D2 - 5% metanol 3,750

D2 7% metanol 3,684 D2 9 % metanol 3,617

COMBUSTIBLE VISCOSIDAD EN cp A 20°C

D2 11% metanol 3,550 D2 13 % metanol 3,485 Metanol 0,597 Fuente :Elaboración propia 3.1.6. VARIACION DE LA MASA MOLECULAR

CON RESPECTO A LA VARIACION DEL PORCENTAJE DE METANOL AGREGADO A DIESEL 2

Tabla 6.VALORES DE MASA MOLECULAR DE DIESEL 2 ,EMULSIONES

COMBUSTIBLE MASA MOLECULAR

Diesel -2 200,4

D2 - 5% metanol 174,99 D2 7% metanol 166,96 D2 9 % metanol 160,84 D2 11% metanol 144,04 D2 13 % metanol 135,24 Metanol 32,04

Fuente : Elaboración propia 3.1.7. VARIACION DEL FACTOR DE CARACTERIZACION CON RESPECTO AL PORCENTAJE DE METANOL AGREGADO A DIESEL 2

Tabla 7.VALORES DE FACTOR DE CARACTERIZACION K

COMBUSTIBLE FACTOR DE CARACTERIZACIÓN (K)

Diesel -2 11,3

D2 - 5% metanol 11,25

D2 7% metanol 11,18

D2 9 % metanol 11,14 D2 11% metanol 11,00 D2 13 % metanol 10,89 Metanol 10,61

Fuente :Elaboración propia 3.1.8. VARIACION DEL PUNTO DE FLUIDEZ CON RESPECTO AL PORCENTAJE DE METANOL AGREGADO A DIESEL 2

Tabla 8.VALORES DE PUNTO DE FLUIDEZ DE DIESEL 2 ,EMULSIONES

COMBUSTIBLE PUNTO DE FLUIDEZ °C

Diesel -2 - 19

D2 - 5% metanol - 20

D2 7% metanol - 21

D2 9 % metanol - 23

D2 11% metanol - 24

D2 13 % metanol - 25.5 Metanol -97,5

Fuente :Elaboración propia 3.1.9. RESULTADOS DE LOS ESPECTROS DE MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO DE UNA MUESTRA DE HOLLÍN DE LA COMBUSTIÓN DE DIESEL 2

Tabla 9.COMPOSICIÓN ELEMENTAL DE UNA MUESTRA DE HOLLIN DE LA COMBUSTION DE DIESEL 2

Elemento Símbolo Porcentaje en peso

Carbono C 99,03

Oxígeno O 0,21

Magnesio Mg 0,09

Elemento Símbolo Porcentaje en peso

Aluminio Al 0,10

Silicio Si 0,09 Azufre S 0,27

Potasio K 0,12 Calcio Ca 0,11

Fuente :Elaboración propia

3.1.10. RESULTADOS DE LOS ESPECTROS DE MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO DE UNA MUESTRA DE HOLLÍN DE LA COMBUSTIÓN DE DIESEL 2 5 % METANOL Tabla 10.COMPOSICIÓN ELEMENTAL DE UNA MUESTRA DE HOLLIN

Elemento Símbolo Porcentaje en peso Carbono C 94,46 Oxígeno O 4,96 Magnesio Mg 0,03 Aluminio Al 0,06 Silicio Si 0,02 Azufre S 0,47

Fuente :Elaboración propia 3.2. Evaluación de la combustión y humeado del combustible diesel 2 en el banco de pruebas (motor estacionario diesel de investigación) de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de San Agustín Arequipa. Condiciones de altura. 3.2.1. ENSAYOS DE LA COMBUSTION DIESEL EN EL BANCO DE PRUEBAS Me N.m

H1 H2 52 96,9 20,35 0,625 5,74 365 0,83 361 0,7 0,66 50 96,9 22,15 0,586 5,68 364 0,76 361 0,28 0,30 45 97,38 27,97 0,535 5,79 364 0,88 362 0,20 0,18 40 97,38 31,09 0,492 5,58 364 0,78 362 0.12 0.10 30 97,85 33,00 0,390 5,13 365 0,72 361 0,08 0.10 35 98,00 37,00 0,567 5,33 366 0,62 361 0,04 0,06 35 99,75 41,00 0,484 5,24 366 0,55 361 0,03 0,02 20 100,7 47,00 0.319 4,80 365 0,41 361 0.01 0.00 Fuente :Elaboración propia Vc =20 3.2.2. POTENCIA ESPECIFICA EN FUNCION DEL MOMENTO EFECTIVO DEL MOTOR CORRESPONDIENTE A LA COMBUSTION DE LA EMULSION DIESEL 2 5 % METANOL Tabla 11.POTENCIA ESPECÍFICA Ne EN FUNCIÓN DE Me MOMENTO EFECTIVO DEL MOTOR DE LA EMULSION DIESEL 2 5 % METANOL Ensayo Me (N.m) Ne ( HP ) Ne (Kw) 1 52 10,9535 8,1682 2 50 10,5320 7,8538 3 45 9,4788 7,0685 4 40 8,4256 6,2831 5 30 7,3724 5,4977 6 35 6,3192 4,7123 7 35 5,2660 3,9269 8 20 4,2128 3,1415

Fuente :Elaboración propia 3.2.3. CONSUMO HORARIO DE COMBUSTIBLE EN FUNCIÓN DEL TIEMPO . EMULSION DIESEL 2 5 % METANOL Tabla 12 .RESULTADOS DE CONSUMO HORARIO DE COMBUSTIBLE

Ensayo tc (s) Gc kg/h 1 20,35 3,0180 2 22,15 2,7727 3 27,97 2,1958 4 31,09 1,9754 5 33 1,8611 6 37 1,6599

7 41 1,4979 8 47 1,3067

Fuente :Elaboración propia

3.2.4. GASTO HORARIO DE LA EMULSION DIESEL 2 5 % METANOL EN FUNCIÓN DE PAIRE Tabla 12. RESULTADOS DEL GASTO HORARIO DE COMBUSTIBLE

Ensayo Paire Ga ( Kg/ h ) 1 96,9 45,8970 2 96,9 45,8970 3 97,38 46,0102 4 97,38 46,0102 5 97,85 46,1211 6 98,00 46,1565 7 99,75 46,5670 8 100,7 46,7880

Fuente :Elaboración propia

3.2.5. COEFICIENTE DE EXCESO DE AIRE EN FUNCIÓN DEL CONSUMO HORARIO DE AIRE Y DEL CONSUMO HORARIO DE COMBUSTIBLE DE LA EMULSION DIESEL 2 5 % METANOL Tabla 13.RESULTADOS DEL COEFICIENTE DE EXCESO DE AIRE EN FUNCIÓN DEL CONSUMO HORARIO DE AIRE (Ga) Y DEL CONSUMO HORARIO DE COMBUSTIBLE (Gc) DE LA EMULSION DIESEL 2 5 % METANOL

Ensayo Ga (Kg/h) Gc (Kg/h)  1 45,8970 3,0180 1,090 2 45,8970 2,7727 1,187 3 46,0102 2,1958 1,502 4 46,0102 1,9754 1,67 5 46,1211 1,5365 2,152 6 46,1565 1,6599 1,994 7 46,5668 1,8611 1,794 8 46,7880 1,3067 2,567

Fuente :Elaboración propia

3.2.6. POTENCIA ESPECÍFICA, CONSUMO ESPECIFICO DE COMBUSTIBLE EN FUNCIÓN A LA POTENCIA ESPECIFICA Y CONSUMO HORARIO DE COMBUSTIBLE DE LA DE LA EMULSION DIESEL 2 5 % METANOL Tabla 14.RESULTADOS DE LA POTENCIA ESPECÍFICA Ge CONSUMO ESPECIFICO DE COMBUSTIBLE EN FUNCIÓN A Ne POTENCIA ESPECIFICA Y Gc CONSUMO HORARIO DE COMBUSTIBLE DE LA DE LA EMULSION DIESEL 2 5 % METANOL

Ensayo Gc (Kg/h) Ne Ge (g/HP.h) Ge (g/Kw.h) 1 3,0180 10,9535 275,5284 369,4836 2 2,7727 10,5322 263,2543 353,0307

Ensayo Gc (Kg/h) Ne Ge (g/HP.h) Ge (g/Kw.h) 3 2,1958 9,4790 231,6489 310,6412 4 1,9754 8,4258 234,4466 314,32929 5 1,8611 7,3724 243,1508 338,5241 6 1,6599 7,372 225,16 301,9400 7 1,4979 5,2660 252,4347 338,5100 8 1,30672 4,2128 310,1790 415,9400

Fuente :Elaboración propia

3.2.7. EFICIENCIA MECÁNICA EN FUNCIÓN DE LA POTENCIA INDICADA DE LA EMULSION DIESEL 2 5 % METANOL

Tabla 15. RESULTADOS DE LA EFICIENCIA MECÁNICA EN FUNCIÓN DE LA POTENCIA INDICADA DE LA EMULSION DIESEL 2 5 % METANOL

Ensayo Ni (HP) m Eficiencia mecánica %

1 13,076 62,47 2 12,26 64,06 3 11,19 63,17 4 10,29 61,06 5 8,16 57,75 6 11,86 46,36 7 10,13 54,27 8 6,67 47,10

Fuente :Elaboración propia 3.2.8. EFICIENCIA EFECTIVA EN FUNCIÓN DE LA POTENCIA ESPECÍFICA DE LA EMULSION

DIESEL 2 5 % METANOL

Tabla 16. RESULTADOS DE LA EFICIENCIA EFECTIVA EN FUNCIÓN DE LA EMULSION DIESEL 2 5 % METANOL

Ensayo Ne (HP) e Eficiencia efectiva % 1 8,1682 23,57 2 7,8540 23,59 3 7,060 28,05 4 6,283 27,72 5 4,7124 26,73 6 5,4978 28,86 7 5,4978 25,74 8 3,1416 20,95

Fuente :Elaboración propia 3.2.9. HUMEADO DE 8 ENSAYOS DE LA COMBUSTIÓN DIESEL 2 5 % METANOL

Tabla 17.RESULTADOS DE HUMEADO DE LA COMBUSTIÓN DIESEL 2 5 % METANOL

Ensayo H1 (m-1 ) H2 (m-1 ) 1 0,7 0,66 2 0,28 0,30 3 0,20 0,18 4 0,12 0,10 5 0,08 0,10 6 0,04 0,06 7 0,03 0,02 8 0,01 0,00

Fuente :Elaboración propia 4.

CONCLUSIONES

La densidad del combustible está relacionada de manera directa con el consumo horario de combustible paralelamente Gc esta referente en forma inversamente proporcional al coeficiente de exceso de viento. A su vez el coeficiente de exceso de viento además está referente con Ga el gasto de viento y con lo ( porción teórica de viento elemental para la combustión de 1Kg de combustible en Kg); lo cual a su vez esta referente con Lo cual es la porción teórica elemental de viento Kmol viento / Kilogramo combustible Lo y lo dependen de la estructura química; esto es, el contenido de C ,H , O , y Gc que

están sujetas a la densidad del combustible y está relacionada con Ne la potencia especifica del combustible .

La potencia especifica Ne y el consumo horario de combustible es más grande para el combustible diésel 2 -5 %metanol que para diésel 2. El gasto horario de viento y el coeficiente de exceso de viento es menor paradiésel 2 -5%metanol que paradiésel2.Esto tiene que ver con la estructura química de los combustibles usados, de esta forma el metanol tiene menor número de átomos de carbono que diésel 2 y más grande contenido de oxígeno en su molécula.

Se ha probado la alta sensibilidad del microscopio electrónico de barrido en la detección de recursos en muestras de hollín procedentes de la combustión de diésel 2 solo y de la emulsión diésel 2 metanol a 5 % en volumen. por ejemplo, se aprecia el bajón en el contenido de carbono una vez que se añade metanol al diésel esto es para diésel 2, carbono en % 99,03 y para la emulsión 94,46%. El contenido de oxígeno para diésel 2, 0,21% y para la emulsión 4,96 %.

5. BIBLIOGRAFIA

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[19]Becher Paul.Emulsiones Teoría y Práctica.ED.Blume.

VALORACIÓN

DE

CÁSCARAS

DE

NARANJA (Citrus sinensis Whashington Navel) COMO FUENTE DE PECTINA CON CAPACIDAD ADSORBENTE DE PLOMO EN EFLUENTES CONTAMINADOS

Roque Rodríguez, Francisco J.*; Calderón Vilca, Zenayda L. *froque@unsa.edu.pe ; zcalderon@unsa.edu.pe

RESUMEN

La naranja es uno de los frutos más cultivados en nuestro país, registrando una producción de 553 400 toneladas en el año 2020. La variedad más comercializada es la Whashington navel comúnmente conocida como ´huando´ donde el 8,5-9,6% representa la cantidad de cáscara generada, subproducto poco aprovechado que comprende el 6.15% de pectina, molécula biopolimérica con atractivas propiedades adsorbentes.

La extracción de la pectina se dio mediante el método de hidrólisis ácida y la evaluación se dio bajo experimentos de adsorción tipo Batch. La determinación de la concentración de plomo (II) fue mediante la técnica de espectrofotometría de adsorción atómica, el mecanismo de adsorción fue evaluado mediante el estudio de las isotermas de adsorción y de la cinética de adsorción de Pb (II). De las isotermas evaluadas, la investigación se ajustó a la isoterma de Freundlich y para la cinética de adsorción el modelo tuvo un mayor ajuste a la reacción de pseudo-segundo orden. Para una solución de 20 ppm de plomo (II) la máxima capacidad de adsorción fue de 12.004 mg/g a las 4 horas, demostrándose que la pectina de la cáscara de naranja es materia útil como adsorbente de metales pesados en solución, siendo el caso estudiado el plomo (II).

PALABRAS CLAVE: Pectina. Adsorción. Plomo. Naranjas. Isotermas. Cinética.

ABSTRACT

Orange is one of the mostcultivated fruits in the Peruvian territory, registering a productionof553,400 tons in 2020. The most commercialized variety is the Whashington navel commonly known as 'huando' where 8.5-9.6% represents the amount of peel generated, a little exploited by-product that comprises 6.15% of pectin, a biopolymeric molecule with attractive adsorbent properties.

The extraction of pectin was carried out by aid hydrolysis method and the evaluation was carried out under batch adsorption experiments. The determination of lead (II) concentration was by atomic adsorption spectrophotometry technique, the adsorption mechanism was evaluated by studying the adsorption isotherms and the adsorption kinetics of Pb (II). Of the isotherms evaluated, the investigation was fitted to the Freundlich isotherm and for the adsorption kinetics the model had a better fit to the pseudo-second order reaction. For a 20 ppm solution of lead (II) the maximum adsorption capacity was 12.004 mg/g at 4 hours, demonstrating that orange peel pectin was useful like a heavy metals adsorbent in liquid phase such as Pb(II) in this study.

KEY WORDS: Pectin. Adsorption. Lead. Oranges. Isotherms. Kinetics.

INTRODUCCIÓN

La naranja es una de las frutas que más aportó al Valor de la Producción Agrícola (VPA) en el año 2020, con una producción de 553,4 miles de toneladas (MIDAGRI, 2021). Sin embargo, dicha producción no está expedita de pérdidas. No obstante su estructura no cambia, pudiendo ser utilizada en diferentes procesos (Berrospi. 2019). Las naranjas presentan tres partes bien diferenciadas (Tsiokano et al, 2021), el flavedo, el albedo o mesocarpio y endocarpio.

La pectina es un polisacárido presente en la pared celular de varias plantas especialmente en las frutas (albedo o mesocarpio) y su principal subunidad es el homogalacturonano (Lessa et al, 2017). El

Homogalacturonano es un largo dominio lineal de ácido α (1→4)-galacturónico pudiendo ser parcialmente metoxilado. Los grupos carboxilos libres presentes en la cadena de ácido α (1→4)-galacturónico, sirven como sitios de unión y forman enlaces con los metales pesados (Lessa et al, 2017; Wang et al, 2019).

El objetivo del presente trabajo fue la revaloración y aprovechamiento de las cáscaras de naranja, con la extracción y purificación de la pectina como principal polisacárido con alta capacidad adsorbente para la purificación de los efluentes contaminados con plomo (II) provenientes de establecimientos industriales.

MATERIALES Y MÉTODOS

Extracción de la pectina. La extracción de la pectina se realizó mediante el método de hidrolisis acida descrito por García et al, (2011). Se pesó y lavó la cascara de la naranja y se llevó a ebullición con agua destilada por 10 min para la inactivación enzimática, luego se enfrió la solución y se eliminó el agua. En un recipiente aparte se introduce la cáscara de naranja con agua destilada y se reguló el pH con ácido clorhídrico hasta llegar al valor de pH=3, enseguida la solución es llevada a ebullición para después ser filtrada y desecharla cáscara de naranja. La solución resultante es calentada hasta que alcanzar 1/3 del volumen inicial (siendo para la experimentación 45min) para después ser enfriada. Una vez que la solución alcanza la temperatura ambiente se agrega alcohol en un proporción de 1:3, se dejó reposar por tres horas para posteriormente ser filtrada, el gel obtenido es la pectina la cual se lleva a secar. La pectina seca se reserva en bolsas herméticas.

Caracterización fisicoquímica de la pectina. Apartir de la metodología planteada por Owens et al. (1952), se realizó la caracterización química de la pectina de cáscara de naranja para determinar su calidad. Se determina el grado de metoxilización como principal parámetro debido a que éste determina la capacidad de adsorción de la pectina de cáscara de naranja.

Diseño experimental de adsorción de Pb(II) en fase líquida. Se determinó las variables que pueden ser manipulables en condiciones controladas, para la obtención de resultados más confiables y significativos (Córdova et al, 2021). El diseño experimental se configuró utilizando tres factores, dos niveles y tres

RESULTADOS Y DISCUCIÓN

Análisis fisicoquímico de la pectina. De acuerdo al análisis fisicoquímico de la pectina (Tabla 1) se puede observar un bajo porcentaje de metoxilos lo que la hace apta para la adsorción de metales

repeticiones, siendo en total once ensayos realizados (n=11).

• Factores o variables independientes: Concentración de plomo, tiempo de contacto y masa de adsorbente

• Niveles: Bajo (-1) y alto (+1).

Isotermas de adsorción. Para el estudio de las isotermas de adsorción se trabajó con 4 diferentes concentraciones de Pb(NO3)2 cada una de 20 ppm, 15 ppm, 10 ppm y 5 ppm en 1L de agua destilada, ajustándose a un pH de 5 con H2SO4 0.1N o NaOH 0.1N; después a cada una se les hecha 0.5 g de pectina de naranja. Las soluciones fueron colocadas a un agitador magnético por un tiempo de de 1 h, 2 h, 3 h, 4 h y con agitación constante de 200 rpm. Finalmente las cuatro muestras fueron sometidas y analizadas por espectrofotometría para la determinación de la concentración final de la solución. Fueron evaluadas las isotermas de Langmuir y Freundlich (Tejada et al, 2014).

Cinética de adsorción. Para el estudio de la cinética se trabajó con una concentración a 20 ppm la cual se preparó cuatro soluciones de 1 L de nitrato de plomo y se ajustó el pH a 5 con H2SO4 0.1N o NaOH 0.1N, según sea el caso; después a cada una se le agrega 0,5gr de pectina de naranja para posteriormente llevar a agitación contante de 200 rpm a un tiempo constate de 4 horas. Por último, las cuatro muestras fueron analizadas por espectrofotometría para la determinación de la concentración final de la solución. Se evaluaron la cinética de primer y segundo orden (Tejada et al, 2014)

pesados. De acuerdo con lo reportado en literatura, la capacidad de adsorción de la pectina es favorecida cuando se utiliza Ca+2, pero en la presente investigación no se utilizó por lo que se recomienda su uso y masificación.

Tabla 1.- Análisis fisicoquímico de la pectina obtenida

Parámetro fisicoquímico

Contenido

Humedad 39.34 %

Solidos totales 60.66 % Cenizas 1.18 % Peso Equivalente (mg/meq) 144.93

Acidez Libre (meq/g) 6.90 %

Metoxilos 39.31 % Esterificación 64.76 % AAG 35.18 %

Diseño factorial. La tabla 2 presenta los resultados experimentales obtenidos de la adsorción de plomo (II) en los diferentes ensayos propuestos en metodología utilizando la pectina extraída en

laboratorio a partir de cáscaras de naranja como adsorbente activado con amplia capacidad de remoción delmetal pesado enfaselíquida (efluentes contaminados).

Tabla 2.- Resultados de la adsorción de Pb(II) utilizando pectina como adsorbente N° de Muestr a

Volume n solució n (L)

[Pb(NO3) 2] pH Temperatur a (°C) Masa adsorbe nte (gr)

Tiemp o (hr) [Pb] inicial (ppm)

[Pb] final (ppm)

[Pb] adsorbid o

% remoción de Pb(II)

1 1 20 5 25 0.50 4 12.51 6.51 6.00 47.97 2 1 20 5 25 0.50 2 12.51 8.67 3.84 30.70 3 1 20 5 25 0.30 4 12.51 7.80 4.71 37.66 4 1 20 5 25 0.30 2 12.51 8.45 4.06 32.46 5 1 10 5 25 0.50 4 6.26 4.32 1.94 30.94 6 1 10 5 25 0.50 2 6.26 4.21 2.05 32.70 7 1 10 5 25 0.30 4 6.26 2.98 3.28 52.36 8 1 10 5 25 0.30 2 6.26 2.60 3.66 58.44 9 1 15 5 25 0.40 3 9.38 3.80 5.58 59.50 10 1 15 5 25 0.40 3 9.38 3.83 5.55 59.18 11 1 15 5 25 0.40 3 9.38 3.81 5.57 59.40

De acuerdo a la tabla anterior, las pruebas 7 y 8 obtuvieron el menor desempeño y la mayor adsorción se registróen la prueba 9 con un porcentaje de remoción de 59,5 %. Siendo los valores representativos para la investigación un tiempo de 3 horas y 0.4 gr de pectina de naranja utilizada.

Isotermas de adsorción. La Tabla 3 muestra los resultados de la adsorción de Pb(II) con pectina obtenida de cáscaras de naranja utilizando masa de adsorbente idénticas pero con diferentes tiempos de contacto observando su efecto significativo para su capacidad de remoción.

Tabla 3.- Concentración final de Pb(II) obtenido por la adsorción con pectina [Pb] inicial (ppm)

Masa de adsorbente (gr)

Tiempo de contacto

Concentración final (ppm) % remoción de Pb (II)

Capacidad de Remoción (mg/g)

12.51 0.5 4 6.51 47.97 12.0042 9.38 0.5 3 6.81 27.43 5.1481 6.26 0.5 2 4.21 32.71 4.0921 3.13 0.5 1 1.76 43.73 2.736

La isoterma de Freundlich (Gráfica 1) fue la que se ajusta mejor a los datos experimentales comparada con la isoterma de Langmuir (Gráfica 2) ya que permite describir fenómenos en la adsorción física los cuales implican fuerzas de Van Der Walls que proponen adsorción multimolecular formándose multicapas en la superficie del adsorbente, esto se

Gráfica 1.- Isoterma de Langmuir

debe al aumento de la concentración del adsorbato. La constante “n” indicó la intensidad de la capacidad de adsorción y “k” es la constante de equilibrio que indica donde corta la isoterma en el eje de las ordenadas, a mayor valor que alcancen estas constantes, mayor es la capacidad de adsorción de la pectina

Gráfica 2.- Isoterma de Freundlich

Cinética de adsorción. De acuerdo a las gráficas 3 y 4, el tiempo de contacto necesario para alcanzar las condiciones de equilibrio fue de 4 horas (240 minutos) lo que representó una cinética singular con aspectos de aceleración entre las primeras 2 horas Las curvas cinéticas muestran la variación de la capacidad de adsorción con el tiempo (qt). Para una concentración inicial de 12.5 ppm de Pb(II), la

capacidad máxima de adsorción fue de 12.004 mg/g. El coeficiente de correlación indicó que el modelo predominante es el de segundo orden, prediciendo con mayor exactitud los valores de la capacidad de adsorción con el tiempo y ajustando los datos experimentales como se observa en la gráfica 4.

Gráfica 3.- Cinética de pseudo primer1 orden. Gráfica 4.- Cinética de pseudo segundo2 orden

1

0.8

0.6

0.4

0.2

y = -0.2118x + 1.0198 R² = 0.9293 0

1.2 00.511.522.533.5

1Efecto de la cantidad de plomo adsorbido por unidad de masa de adsorbente con respecto al tiempo, para una sola concentración de plomo y masa, a una temperatura constante.

Finalmente, la Tabla 4 presenta los resultados del establecimiento de la cinética de pseudo-segundo orden definido por su mejor coeficiente de

CONCLUSIONES

La pectina de la cáscara de naranja es un buen adsorbente de metales pesados, siendo el caso de estudio el plomo (II), esto se debe a la capacidad de formar enlace entre el grupo carboxilo del α (1→4)-galacturónico y los metales.

Del tratamiento de los datos experimentales concluimos que el fenómeno de adsorción es física (fisisorción) y forma multicapas en la superficie del adsorbente, por ello utilizo el modelo de isoterma de Freundlich con el cual obtuvimos la máxima capacidad de biosorción de 12.0012 mg/g que corresponde a un porcentaje de remoción m+aximo de 47.97 %

0.35

0.3

0.25

0.2

0.15

0.1

0.05

y = 0.1062x + 0.0201 R² = 0.9656 0

0.4 00.511.522.533.5

2Efecto de la cantidad de plomo adsorbido por unidad de masa de adsorbente con respecto al tiempo, para una sola concentración de plomo y masa, a una temperatura constante.

correlación (R2=0.9656) comparado con el obtenido por una cinética de pseudo-primer orden como lo describe Su et al. (2019) y Romero-Cano et al. (2016).

Tabla 4.- Cinética de adsorción Pseudo primer orden Pseudo segundo orden Qmáx K1 R2 Qmáx K2 R2 12.004 -0.5937 0.9293 49.751 0.003804 0.9656

Los tiempos de equilibrio se alcanzan a las 4 horas de agitación. El mejor ajuste de los resultados cinéticos se obtuvo con el modelo de pseudo segundo orden con altos valores de correlación (R2>0,97) en todos los casos, lo que implicaría que la cinética y no se ve afectada por los diferentes parámetros establecidos.

La experiencia demuestra que la naranja considera como residuo o pérdida puede ser aprovechada, dándole una nueva aplicación y valor agregado a sus componentes, como lo es, la pectina presente en su cáscara.

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