Tesis de Química
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Browsing Tesis de Química by Author "Avendaño Cáceres, Edgardo Oscar"
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Item Determinación de los parámetros de diseño y el porcentaje de sustitución del cloruro férrico por el almidón de yuca en el proceso de clarificación y remoción de arsénico de las aguas del río Uchusuma (Provincia, Tacna) y propuesta de diseño de un reactor batch a nivel domiciliar(Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, 2019) Gutiérrez Cámero, Paola Gabriela; Avendaño Cáceres, Edgardo OscarEl manejo de polímeros como ayudante de la coagulación y floculación está bastante extendido y es práctica corriente en muchas plantas de tratamiento de agua. Desde el punto de vista ambiental y de salud, hay reportes que en el análisis realizado a muestras de agua potable se han encontrado trazas de sulfato de aluminio y cloruro férrico (Arboleda et al, (1975)), que sobrepasan los límites máximos permisibles ocasionando potenciales problemas estéticos en el caso del hierro y a la salud para el caso del aluminio; por esta razón la investigación es orientada a encontrar qué porcentaje del cloruro férrico puede ser sustituido por almidón de yuca, en el proceso de coagulación- floculación. En el presente trabajo se planteó como objetivo determinar el porcentaje de sustitución del cloruro férrico por el almidón de yuca en el proceso de clarificación y remoción de arsénico. Se utilizó un diseño experimental factorial y de superficie de respuesta donde se determinó que los factores significativos para el proceso de clarificación fueron velocidad de agitación (rpm), tiempo de agitación (min), tiempo de sedimentación (min) y proporción de coagulante (%). Para la remoción de arsénico total, las variables significativas encontradas son la velocidad de agitación (rpm) y dosis del coagulante (%). Se obtuvo remociones de arsénico total menores a 0,005 mg/L y de hierro total 0,15 mg/L; logrando sustituir el cloruro férrico en un 40 % por almidón de yuca.Item Determinación de los parámetros de operación en un reactor batch y propuesta de dimensionamiento para la remoción de arsénico del agua del Río Locumba - Ite, Región Tacna, utilizando cloruro férrico(Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, 2021) Machaca Rodríguez, Angélica Sofía; Avendaño Cáceres, Edgardo OscarEn la presente tesis se determinaron las mejores condiciones de operación en un reactor batch para la remoción del arsénico en el agua del Río Locumba – Ite cumpliendo con los estándares de calidad referentes a las concentraciones de arsénico y hierro establecidos por la norma (DS N° 031-2010-SA) utilizando cloruro férrico al 40 % como coagulante. Esto se logró utilizando un diseño factorial fraccionado 25-1 y posteriormente, se realizó su optimización mediante un diseño de superficie de respuesta de Box- Behnken. Las variables evaluadas en el screening fueron dosis de cloruro férrico (x1), pH inicial (x2), velocidad de floculación (x3), tiempo de floculación (x4) y tiempo de sedimentación (x5) que luego del análisis se consideró mantener el pH constante a 7 y el tiempo de floculación a 25 rpm, mientras que las variables: Dosis de cloruro férrico (x1), velocidad de floculación (x2) y tiempo de sedimentación (x3) que mostraron mayor variación se utilizaron para realizar el diseño de superficie de respuesta de Box- Behnken. Las concentraciones de arsénico total y hierro total se cuantificaron por análisis con kits de determinación por comparación de color y por Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-MS). Se realizaron análisis con y sin filtración (se utilizó el filtro Whatmann N° 40) del agua tratada, utilizando los resultados sin filtración para el análisis estadístico.Item Estudio de la remoción de arsénico del río Sama a nivel domiciliar utilizando lana de acero complementado con aireación y propuesta de diseño de un reactor batch(Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, 2019) Larico Mamani, Piter Lizandro; Avendaño Cáceres, Edgardo OscarEn la presente tesis, se estudia el proceso que combina la utilización de lana de acero con aireación para remover arsénico de las aguas de río Sama a nivel domiciliar y que cumpla los estándares de los límites máximos permisibles del Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano DS N° 031-2010-SA. Para este estudio se utilizó agua natural, el estudio experimental se realizó a través de ensayos en un reactor batch utilizando la metodología de superficie de respuestas con un diseño experimental Box y Benhken siendo los factores x1 (masa de lana de acero) de 0,5 a 1,5 g; x2 (tiempo de contacto) de 50 a 70 min y x3 (pH) de 6 a 8,14; manteniendo constantes el volumen (V) de agua de 1 litro y caudal de aireación (Qa) de 1 L/min. Para el estudio del efecto de los factores mencionados, se utilizó la metodología de superficie de respuesta utilizando el diseño Box y Benhken con 15 tratamientos. Los resultados obtenidos mostraron remociones desde 0,05 a 0,005 mg/L de As, cumpliendo estos valores con el límite máximo permisible (0,01 mg/L de As) establecido en el Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano (DIGESA, 2011), del análisis de regresión múltiple se obtuvo un R2 = 0,9058 y R2 ajustado = 0,736, siendo los factores más significativos el pH, tiempo y la interacción de pH y tiempo. Con los resultados obtenidos se propone para el diseño del reactor batch con una capacidad de 10 litros, la aplicación de una masa de 15 g de lana de acero, un tiempo de contacto de 70 min y un pH natural de 8,14 teniendo un caudal de aireación constante de 10 L/miItem Estudio de remoción de boro del agua destinada para la agricultura en el distrito de Ite – Tacna utilizando una resina selectiva al boro y propuesta de diseño de una columna de intercambio iónico(Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, 2021) Pizarro Rabanal, Jean Carlo; Avendaño Cáceres, Edgardo OscarEn la presente tesis se estudia la remoción de boro en agua destinada para la agricultura, en el distrito de Ite, utilizando la resina Amberlite IRA 743 en una columna de intercambio iónico, para alcanzar los estándares nacionales de calidad ambiental para agua, categoría 3, D1, según el Decreto Supremo N° 002-2008- MINAM y su modificación D.S. N° 004-2017-MINAM. Para este estudio se utilizó el agua superficial del Río Locumba; la parte experimental se realizó a través de ensayos en una columna de intercambio iónico (proceso de lecho fijo) que se construyó en el laboratorio, teniendo en cuenta la capacidad útil de la resina en el agua superficial de 0,276 meq de Boro / ml de resina. La metodología de estudio se centró en obtener las curvas de equilibrio y de avance de la resina Amberlite IRA 743; para la curva de equilibrio se mantiene constante la cantidad de resina (1 gramo) en diferentes recipientes y se varía la concentración inicial de boro, esperando la saturación completa por gramo de resina. La curva de equilibrio se ajustó al modelo de Langmuir, teniendo así un modelo altamente favorable; para la construcción de las curvas de avance se trabajó con tres caudales diferentes, (caudal mínimo, medio y máximo), en este caso para 15 gramos de resina se tendría: 3, 7 y 11 ml/min respectivamente; con la construcción de las curvas de avance y los cálculos respectivos se obtuvo los coeficientes de transferencia de masa para cada caudal, 0,0134 L g resina/ h cm2, 0,0214 L g resina/ h cm2 y 0,0258 L g resina/ h cm2 respectivamente. Finalmente, se proyectó el diseño de una columna de intercambio iónico para la siembra de cebolla, donde se proyectó a utilizar 1310 Litros de agua para todo el ciclo de producción de cebolla (05 meses) y 601 gramos de resina Amberlite IRA 743; se planteó trabajar con una producción de 67 litros de agua a la semana, el diseño también incluye las etapas de operación para el proceso de regeneración.Item Evaluación del comportamiento de las perlas de Alginato-Ca-Fe en una columna de adsorción de lecho fijo para la remoción de arsénico en aguas sintéticas(Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, 2024) Achata Merlin, Rossi Elizabeth; Avendaño Cáceres, Edgardo OscarEn el presente trabajo se evaluó el comportamiento de las perlas de alginato-Ca-Fe (ACa-Fe) para remover arsénico total de soluciones de agua sintéticas en procesos de operación discontinuo (batch) y dinámico (columna de lecho fijo). La finalidad del estudio fue presentar un material adsorbente de asequible elaboración con especial relevancia en su aplicación en sistema de columna de lecho fijo como una alternativa eficiente para aplicaciones prácticas a escala industrial. En los experimentos en batch se estudió el efecto de la concentración de la solución gelificante y el tamaño de partícula, el efecto del pH, la dosis de adsorbente y la concentración inicial de arsénico. Los resultados indicaron que las perlas de ACa-Fe preparadas con cloruro de calcio 0,5 M y un tamaño de partícula de 0,9 mm presentaron una remoción >95%. También se encontró que la capacidad de adsorción de arsénico fue de 0,3543 mg/g a pH 7, con una dosis de 1,0 g de adsorbente y una concentración inicial de 1 mg/L de arsénico según el modelo de isoterma de Langmuir.Item Modelamiento de un secador rotatorio directo continuo con aire caliente para la Planta Pesquera Copeinca S.A.C. sede Ilo usando las redes neurales artificiales(Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, 2022) Flores Tuso, César Abel; Avendaño Cáceres, Edgardo OscarEl presente trabajo de investigación tiene por objetivo mejorar el proceso de secado de una planta pesquera de harina de pescado. Esto es porque se ha observado que el proceso tradicional industrial de secado puede aumentar su eficacia adaptándose a los nuevos procesos tecnológicos. Para ello se propone un modelo de predicción para que un futuro pueda ser usado en sistemas de automatización y control. El modelo que se propone consiste en predecir los datos de salida con respecto a las variables de humedad de la harina de pescado y la temperatura del aire del secador rotatorio, con el propósito de adelantarnos al resultado de la muestra futura y así tomar las correcciones debidas en los equipos a operar. El método innovador a usarse será el método híbrido neural, el cual consiste en la combinación de las redes neuronales artificiales con las ecuaciones fenomenológicas obtenidas a base de balances de materia y energía. Para facilitar el desarrollo del modelo se realizará en una hoja de cálculo de Microsoft Excel. Se trabajó con datos reales de planta muestreados en los años 2013 y 2014 obtenidos con autorización de la planta pesquera COPEINCA S.A.C. sede Ilo. Algunos datos y constantes físicas del proceso de secado fueron obtenidos a través de bibliografía. Los parámetros a calcular son la velocidad de secado (Ns) y el coeficiente volumétrico de transferencia de calor (Ua) haciendo uso de las redes neuronales artificiales. Luego la estimación manual mediante las ecuaciones fenomenológicas usando los parámetros Ns y Ua ya calculados.