Facultad de Ciencias de la Ingeniería

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Examinando Facultad de Ciencias de la Ingeniería por Título

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    Determinación de la eficiencia de remoción de plomo y cadmio en el agua con carbón activado obtenido de biomasa residual de especies forestales Lupuna (Chorisia integrifolia Ulbr) y tornillo (Cedrelinga cateniformis).
    (Universidad Nacional de Juliaca, 2024) Coaquira Huacani, Lisbeth Carina; Pineda Tapia, Jose Luis
    La contaminación de las masas de agua es considerada como una problemática de gran relevancia que impacta a la sociedad, frente a esta situación, el objetivo de esta investigación fue determinar de la eficiencia de remoción de plomo (Pb) y cadmio (Cd) en el agua mediante el uso de carbón activado obtenido de biomasa residual de Lupuna (Chorisia integrifolia Ulbr) y Tornillo (Cedrelinga cateniformis). Se elaboraron 8 tipos de carbón activado en laboratorio, variando el tipo de especie forestal, el tamaño de partícula y la relación de impregnación a 500°C. Los carbones activados obtenidos y un carbón activado comercial fueron caracterizados mediante el índice de iodo y análisis por microscopia electrónica de barrido. Para determinar la eficiencia de eliminación de Pb y Cd en agua contaminada artificialmente usando carbón activado, se realizó por el proceso de adsorción de sistema batch, utilizando concentraciones iniciales de 100 mg/l, 50 mg/l, 10 mg/l y 5 mg/l para ambos metales. Los resultados mostraron que los carbones activados elaborados en laboratorio presentaron un rendimiento de masa de entre 36.86% a 48.87%, que el índice de yodo no superó los 500 mg I2/g, y que el tamaño de los poros osciló entre 3.9 μm a 99 μm. Después de la adsorción se obtuvieron concentraciones finales de plomo de88.39 mg/l, 36.08 mg/l, 0.74 mg/l, y 0 mg/l, mientras que las concentraciones finales de cadmio fueron de 88.71 mg/l, 46.10 mg/l, 7.68 mg/l, y 2.59 mg/l. Se alcanzó una máxima eficiencia de remoción de 100% para plomo y 79.76% para cadmio, a partir de las concentraciones iniciales de 5 mg/l, los resultados se adecuaron a la isoterma de Langmuir. Se concluye que, se puede obtener carbón activado de Lupuna (Chorisia integrifolia Ulbr) y Tornillo (Cedrelinga cateniformis) a 500°C, y que el rendimiento de masa es mayor mientras más densa sea la materia prima. Además, que los poros de los carbones activados obtenidos son de tipo macroporo, y que la eficiencia de remoción se ve influenciada por la naturaleza del adsorbente y del adsorbato, la relación de impregnación, el tamaño de partícula y la concentración inicial.
  • Artículo
    Estimación de áreas susceptibles a la erosión hídrica y favorables para la plantación de Polylepis incarum con fines de protección de suelos en la cuenca hidrográfica Ramis – Puno
    (Universidad Nacional de Juliaca, 2024) Condori Copa, Luis Alberto; Pineda Tapia, Jose Luis
    La degradación del suelo es un problema ambiental y un desafío mundial que repercute en la fertilidad del suelo, dificulta los medios de subsistencia y provoca crisis. La presente investigación tuvo como objetivo estimar áreas susceptibles a la erosión hídrica y adecuados para la plantación de Polylepis incarum con fines de protección de suelos en la intercuenca Ramis – Puno; el modelo RUSLE se utilizó para determinar la distribución de la erosión hídrica del suelo, mientras que el modelo MaxEnt se empleó para el análisis de la modelización del hábitat de P. incarum, ambos integrado al Sistema de Información Geográfica (SIG). Los parámetros de entrada para RUSLE son: erosividad (R), erodabilidad (K), longitud y pendiente (LS), cobertura vegetal (C) y prácticas de conservación del suelo (P); y para MaxEnt son: puntos de presencia y factores bioclimáticos. El modelo RUSLE estimó niveles de erosión de suelo: normal de 46676.75 ha (29.6%), ligera de 44441.34 ha (28.2%), moderada de 35596.86 ha (22.6%), severa de 27999.95 ha (17.7%), muy alto de 3122.40 ha (2.0%) y catastrófica de 2.03 ha (< 1%). Por otro lado, MaxEnt localizó áreas de distribución de la especie P. incarum, áreas de idoneidad muy alta de una extensión de 50555.69 ha (31.93%), idoneidad alta con una extensión de 71877.43 ha (45.39%). El estudio reveló que las zonas con idoneidad muy alta se encontraban en áreas con niveles de erosión del suelo de severos a catastróficos, cubriendo una superficie de 18339.46 ha (11,58%); e idoneidad alta en zonas con niveles de erosión del suelo de severos a catastróficos, cubriendo 12885.65 ha (8,14%). Se concluye, de acuerdo con los resultados obtenidos, que las áreas simultáneas entre los dos modelos de predicción de distribución, son ideales para controlar y reducir la degradación de suelos causada por la erosión hídrica
  • Artículo
    Nanopartículas de óxido de hierro sintetizadas con hojas de Eucalyptus globulus en la adsorción de arsénico en aguas subterráneas - Juliaca
    (Universidad Nacional de Juliaca, 2024) Huamaliano León, Fiorella Dayli; Jove Laruta, Jimena Massiely; Contreras, Eliana Mullisaca; Hurtado Cotillo, Mario Martin
    La contaminación geogénica de aguas subterráneas por arsénico representa un riesgo significativo en la región de Puno; dada su toxicidad para el ser vivo. Esta investigación evaluó la eficiencia de adsorción de arsénico en aguas subterráneas de Juliaca utilizando nanopartículas de óxido de hierro sintetizadas con extracto de hojas de Eucalyptus globulus. La metodología incluyó la síntesis de nanopartículas mediante el uso del extracto de hojas de Eucalyptus globulus e hidróxido de sodio como agentes reductores y estabilizadores del pH, respectivamente. El extracto de hojas de Eucalyptus globulus se preparó en una relación de 1:5 (peso/volumen) utilizando agua ultra pura como solvente. Posteriormente, las nanopartículas se caracterizaron en cuanto a grupos funcionales, tamaño hidrodinámico y morfología, mediante FTIR, DLS y SEM. Los experimentos de adsorción se realizaron bajo diferentes condiciones de pH, dosis de nanoadsorbente y tiempo de contacto, siguiendo un diseño factorial 23. Los resultados de FTIR confirmaron la presencia de fases como Fe₃O₄ y γ-Fe₂O₃, mientras que DLS reportó tamaños en el rango de 66.36 nm a 83.23 nm y el SEM reveló formas cuasi esféricas, con tamaños que oscilan entre 182.1 nm y 206.4 nm. Se evaluó la eficiencia de adsorción de las nanopartículas de óxido de hierro sintetizadas con extracto de Eucalyptus globulus en 300 ml de agua subterránea, con una concentración inicial de arsénico de 171.7 µg/L, logrando un porcentaje de adsorción del 99.30%. En conclusión, estas nanopartículas demostraron ser una solución para la adsorción de arsénico en aguas subterráneas bajo condiciones de pH 7, con una dosis de 260 mg y un tiempo de 15 minutos.
  • Artículo
    Prototipo didáctico de un sistema de bombeo solar fotovoltaico en CC de ¼ HP para el Laboratorio de Energía Fotovoltaica
    (Universidad Nacional de Juliaca, 2024) Tutacano Alarcon, Diego Armando; Chipana Angles, Keny Witney; Pizarro Viveros, Henry
    La energía solar fotovoltaica actualmente se utiliza en diferentes situaciones dependiendo de la aplicación o la necesidad. Una aplicación que está en crecimiento en la región es el bombeo solar fotovoltaico, en ese contexto, es importante tener el conocimiento y entrenamiento de este tipo de sistemas. En el Instituto de Investigación en Energías Renovables y Eficiencia Energética de la Universidad Nacional de Juliaca – UNAJ sede Ayabacas se tiene a un módulo de bombeo solar para validación y certificación de bombas solares de potencias entre ½ HP hasta 3 HP, sin embargo, no existe módulos de bombeo para potencias menores y que trabajen en CC. El objetivo de este proyecto de tesis fue el diseño e implementación de un prototipo de un sistema de bombeo solar fotovoltaico de ¼ HP en CC para fines de aprendizaje académico. La metodología empleada fue de tipo aplicada a nivel descriptivo, se aplicó un diseño de investigación no experimental con único grupo muestral que está constituido por el prototipo didáctico. Se obtuvo un prototipo didáctico de una bomba solar de ¼ HP en CC con un generador fotovoltaico instalado sobre una estructura versátil y móvil que varíe en ángulos de elevación y dirección del panel solar el cual nos brindó parámetros que fueron monitoreados en tiempo real con la ayuda del software LabVIEW. Se elaboró un manual de operación y guía de prácticas que servirá para la enseñanza y aprendizaje académico de la rama estudiantil de la Escuela Profesional de Ingeniería en Energías Renovables (EPIER). Con este prototipo didáctico se mejora la enseñanza de los estudiantes en el área de bombeo solar y además ayudará a incrementar los conocimientos sobre la ejecución de proyectos reales que sean de mayor potencia y envergadura en el sector industrial
  • Artículo
    Tratamiento de agua para consumo humano mediante la electrocoagulación y evaluación de los lodos generados como suplemento para fertilizar quinua
    (Universidad Nacional de Juliaca, 2024) Turpo Canahuire, Luis Miguel; Apaza Aquino, Hugo
    La contaminación de aguas superficiales es ocasionada por la presencia de residuos sólidos y vertimiento de aguas residuales domésticas, afectando a la población que utiliza sus aguas para consumo. El objetivo de la investigación es evaluar la eficiencia de electrocoagulación para tratar agua para consumo y lodos generados como suplemento para fertilizar quinua. Se realizó la caracterización fisicoquímica de las aguas del río Coata para evaluar las condiciones iniciales; se construyó una celda de electrocoagulación tipo Batch con características para reducir la DBO5; se evaluó la eficiencia en función del porcentaje de reducción de la DBO5, con factores pH inicial, densidad de corriente y tiempo de tratamiento; los lodos generados del mejor tratamiento fueron evaluados como fertilizante para la quinua. Los resultados de la caracterización fisicoquímica muestran una concentración de DBO5 de 198.5 mg/L, DQO de 714.3 mg/L, conductividad de 1322 µS/cm y pH de 7.47, los cuales la DBO5 y DQO no se encuentran dentro de la normativa, las características de la celda fueron de 30 cm x 20 cm y 15 cm, se emplearon electrodos hierro y aluminio (electrodo de sacrificio) de 10 cm x 12 cm y 3 mm de espesor, a una separación de 15 mm; en la electrocoagulación mediante los resultados estadísticos se determinó la mejor configuración de pH 7, densidad de corriente 40 A/m2 y 40 minutos de tiempo de tratamiento, logrando la reducción de la DBO5 hasta un 89.32%, en el proceso se evaluó el comportamiento del pH, la conductividad eléctrica y la temperatura; de la evaluación de los lodos generados, el mejor tratamiento fue con una dosificación de 5 gramos, obteniéndose un porcentaje de materia seca del 95.1%, una longitud aérea de 14.9 cm, una longitud radical de 13.5 cm, estimación de clorofila de 137 y número total de hojas de 21.