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química

Desarrollan en la UNAM nanocatalizador que separa el azufre del petróleo

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28 de octubre de 2013

Desarrollan en la UNAM nanocatalizador que separa el azufre del petróleo
Desarrollan en la UNAM nanocatalizador que separa el azufre del petróleo

• El proceso mejora la calidad de los hidrocarburos mexicanos y reduce las emisiones contaminantes al ambiente, dijo Sergio Fuentes Moyado, director del Centro de Nanociencias y Nanotecnología
• Protegido con una patente, el desarrollo cuenta con prototipos y pruebas a escalas experimental y piloto; espera la aprobación de Petróleos Mexicanos para avanzar a escala industrial en una refinería de la paraestatal

Para generar combustibles “ultralimpios” con bajo contenido de azufre y menos emisiones contaminantes al ambiente, Sergio Fuentes Moyado, director del Centro de Nanociencias y Nanotecnología (CNyN) de la UNAM, encabeza un proyecto multi institucional para llevar a la industria petrolera un nanocatalizador que separa el azufre del petróleo.

Luego de tres años de investigación a escalas experimental y piloto, el desarrollo tecnológico cuenta con prototipos, una patente nacional y está listo para probarse en la industria, en alguna refinería.

En la actualidad, en los países desarrollados se admiten menos de 30 partes por millón de azufre en las gasolinas y menos de 15 en el diésel. “En principio los petróleos se clasifican en ligeros y pesados, según la densidad y el número de impurezas que contiene”, el problema es que el petróleo mexicano tipo Maya, agrupado entre los crudos pesados, tiene hasta 30 mil partes por millón de ese elemento químico, muy contaminante para el ambiente.

“Con el nanocatalizador logramos bajar el diésel a 10 ó 15 partes de azufre por millón durante el proceso de refinación llamado hidrodesulfuración o eliminación del azufre”, destacó Fuentes Moyado, ingeniero químico y doctor de Estado en ciencias físicas.

Además del grupo del CNyN, en el proyecto participan, por parte de la UNAM, los institutos de Física y de Investigaciones en Materiales, así como el Centro de Ciencias Aplicadas y de Desarrollo Tecnológico. Interinstitucionalmente, las universidades Veracruzana, Autónoma Metropolitana, Autónoma de Baja California, del Papaloapan, de Texas en San Antonio, Estados Unidos y el Instituto de Investigación sobre Catálisis y Medio Ambiente (IRCELYON, por sus siglas en francés) de Lyon, Francia.

“Es un proyecto en el que llevamos el liderazgo, pero es una colaboración entre varias instituciones. Lo sometimos al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología en la convocatoria Sener-Hidrocarburos y en los últimos tres años hemos obtenido resultados satisfactorios que cumplen los requerimientos que Petróleos Mexicanos (Pemex) marca, pues la paraestatal hace un esfuerzo para generar esos combustibles ultralimpios dentro de las refinerías.

“Llegamos a obtener diésel bajo las condiciones que ellos usan en la planta y logramos catalizadores que obtienen menos de 10 partes por millón de azufre”, explicó.

Eficiencia a escala nano

El funcionamiento de este proceso se realiza con catalizadores a nivel nanométrico. “Eso lo hace eficiente y con las cantidades o volúmenes que se requieren”, detalló.

En el proceso de hidrodesulfuración, los nanocatalizadores logran quitar azufre. “El catalizador lo elimina de las moléculas de la gasolina y del diésel, pues éstas se depositan sobre pequeños arreglos a nivel de cuatro a cinco nanómetros y ahí ocurre la reacción y se suprime el azufre en presencia de hidrógeno. Así, a la salida del proceso se obtienen moléculas limpias, que se utilizan en los combustibles”, destacó.

La parte más importante del desarrollo, que es la síntesis del catalizador, se realizó en Ensenada, Baja California, en el Laboratorio de Procesamiento de Hidrocarburos, creado a raíz de la autorización de este proyecto.

“Tenemos patente, proyectos en planta piloto y prototipos. Ahora hacemos el estudio para saber si se puede escalar a nivel industrial, producir toneladas en vez de kilogramos e instalar el proceso en una refinería”, acotó.

En estos tres años de trabajo han pasado de la fase experimental en el CNyN en Ensenada, a la planta piloto del Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), en el Distrito Federal.

Para avanzar, Pemex debe aprobar que el proyecto pase a la escala de producción de toneladas. “Hemos presentado un avance de los resultados, están interesados y falta una reunión para decidir las posibilidades de que se realice a escala industrial”, relató.

De ser así, los nanocatalizadores se fabricarían en Estados Unidos, pues en nuestro país no existen empresas que los hagan.

“Se requiere gran infraestructura. El diseño que hemos hecho partió desde lo más fundamental, que es entender cómo se unen las moléculas a los catalizadores y cómo podemos lograr que los sitios activos del catalizador tengan más contacto con el fluido, sea gasolina o diésel. Hay un diseño involucrado con aplicación del conocimiento”. Ojalá en un futuro podamos producirlos totalmente en México, concluyó.

Créditos: UNAM-DGCS-644

agricultura, ciencia, física, química

Buscan aprovechamiento de las vinazas de caña de azúcar.

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28 de Noviembre del 2012
Investigadores de la UN en Palmira y la Universidad del Valle estudian tecnologías alternativas, viables ambientalmente, para aprovechar este residuo del bioetanol como una opción energética.
Según el Grupo de Investigación en Eficiencia Energética y Energías Alternativas (GEAL) de la Sede Palmira de la Universidad Nacional de Colombia, durante el 2011 los ingenios azucareros del Valle Geográfico del Río Cauca produjeron 351 millones de litros de bioetanol al programa de alcohol carburante colombiano, los cuales generaron como residuo alrededor de 877,5 millones de litros de vinaza.
La política nacional de oxigenación de gasolinas conduce a los ingenios alcoholeros del suroccidente colombiano a un aumento progresivo en su producción de bioetanol, trayendo consigo una creciente generación de vinaza, efluente que supera de una a tres veces la producción del mismo alcohol.
Las vinazas, que en general presentan un gran contenido de materia orgánica y nutrientes como el nitrógeno, azufre y fósforo, son aprovechadas principalmente en aplicaciones para fertilizantes.
Sin embargo, para la profesora Judith Rodríguez, directora del GEAL, “la experiencia de la industria indica que la concentración de vinaza es una operación con elevado costo energético, y prácticas como el fertirriego y el compostaje han demostrado limitaciones técnicas”.
Además, agrega la docente, “la creciente demanda de bioetanol en el país evidencia la necesidad de evaluar la sostenibilidad de este esquema productivo, y de buscar alternativas de aprovechamiento de la vinaza”.
Es por ello que los investigadores realizaron una evaluación energética del proceso de concentración de vinaza en un ingenio azucarero del Valle del Cauca, para conocer el consumo energético y determinar otras variables, encontrando que se consumen 0,52 kg de vapor por litro de vinaza, lo que representa un consumo diario neto estimado en 547,9 toneladas de vapor.
“Evaluando las ventajas y desventajas de los usos actuales de la vinaza en la región, y conociendo que la composición química de este efluente puede limitar su aplicación como fertilizante en el largo plazo, se estudian tecnologías alternativas como la integración de procesos fisicoquímicos y anaerobios generadores de biocombustibles, encontrando que esta puede ser una opción energética y ambientalmente viable para el aprovechamiento de vinazas”, sostiene la profesora Torres.
El GEAL asegura que la importancia de este proyecto es el estudio de un proceso alternativo con el cual se logre pasar de un escenario actual donde se consume energía, para llevar la vinaza a un escenario prospectivo donde se aproveche para producir energía. Con esto se busca contribuir a la productividad de la agroindustria de la caña de azúcar y a la reducción de sus impactos ambientales.
Créditos:http://www.agenciadenoticias.unal.edu.co/inicio.html
Durante el 2011, los ingenios azucareros del Valle Geográfico del Río Cauca produjeron 351 millones de litros de bioetanol.

Durante el 2011, los ingenios azucareros del Valle Geográfico del Río Cauca produjeron 351 millones de litros de bioetanol.

28 de Noviembre del 2012

Investigadores de la UN en Palmira y la Universidad del Valle estudian tecnologías alternativas, viables ambientalmente, para aprovechar este residuo del bioetanol como una opción energética.

Según el Grupo de Investigación en Eficiencia Energética y Energías Alternativas (GEAL) de la Sede Palmira de la Universidad Nacional de Colombia, durante el 2011 los ingenios azucareros del Valle Geográfico del Río Cauca produjeron 351 millones de litros de bioetanol al programa de alcohol carburante colombiano, los cuales generaron como residuo alrededor de 877,5 millones de litros de vinaza.

La política nacional de oxigenación de gasolinas conduce a los ingenios alcoholeros del suroccidente colombiano a un aumento progresivo en su producción de bioetanol, trayendo consigo una creciente generación de vinaza, efluente que supera de una a tres veces la producción del mismo alcohol.

Las vinazas, que en general presentan un gran contenido de materia orgánica y nutrientes como el nitrógeno, azufre y fósforo, son aprovechadas principalmente en aplicaciones para fertilizantes.

Sin embargo, para la profesora Judith Rodríguez, directora del GEAL, “la experiencia de la industria indica que la concentración de vinaza es una operación con elevado costo energético, y prácticas como el fertirriego y el compostaje han demostrado limitaciones técnicas”.

Además, agrega la docente, “la creciente demanda de bioetanol en el país evidencia la necesidad de evaluar la sostenibilidad de este esquema productivo, y de buscar alternativas de aprovechamiento de la vinaza”.

Es por ello que los investigadores realizaron una evaluación energética del proceso de concentración de vinaza en un ingenio azucarero del Valle del Cauca, para conocer el consumo energético y determinar otras variables, encontrando que se consumen 0,52 kg de vapor por litro de vinaza, lo que representa un consumo diario neto estimado en 547,9 toneladas de vapor.

“Evaluando las ventajas y desventajas de los usos actuales de la vinaza en la región, y conociendo que la composición química de este efluente puede limitar su aplicación como fertilizante en el largo plazo, se estudian tecnologías alternativas como la integración de procesos fisicoquímicos y anaerobios generadores de biocombustibles, encontrando que esta puede ser una opción energética y ambientalmente viable para el aprovechamiento de vinazas”, sostiene la profesora Torres.

El GEAL asegura que la importancia de este proyecto es el estudio de un proceso alternativo con el cual se logre pasar de un escenario actual donde se consume energía, para llevar la vinaza a un escenario prospectivo donde se aproveche para producir energía. Con esto se busca contribuir a la productividad de la agroindustria de la caña de azúcar y a la reducción de sus impactos ambientales.

Créditos:http://www.agenciadenoticias.unal.edu.co/inicio.html

ciencia, química

Métodos para remover mercurio no son tan efectivos.

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9 de Octubre del 2012
Investigadores de la UN encontraron que métodos usados para eliminar rastros de mercurio tienen 90% de efectividad en aguas residuales domésticas, pero no en las provenientes de depósitos de basura.
El mercurio es un elemento contaminante para el medioambiente y con peligros tóxicos para los seres vivos, ya que ocasiona daños en el sistema nervioso, problemas de movilidad, enfermedades mentales y afecciones  en la dentadura, entre otros riesgos para la salud.
A partir de estas problemáticas, Fanny Ocampo Barrero, integrante del Laboratorio de Procesos Productivos de la Sede Manizales, realizó un estudio para la remoción del mercurio de los lixiviados, es decir, de las corrientes de agua generadas por la descomposición de residuos sólidos en los sitios utilizados para disposición de basuras.
Para tal fin, primero se analizó el estado del mercurio en el Relleno Sanitario de Manizales, para verificar si este se encontraba disuelto (por lo que podría recorrer grandes extensiones contaminando el agua), o si se encontraba adherido a los sólidos del fluido. Al respecto, la investigación mostró que este elemento se encontraba en ambos estados y por tanto se debía tratar toda la corriente.
“Seguidamente se procedió a aplicar dos métodos ya conocidos para su remoción: uno por filtración en columna rellena de carbón activado impregnado de azufre, que funciona como adsorbente de este contaminante, y otro por filtración a través de membranas con un polímero llamado quitosano”, explicó Ocampo Barrero.
Ambos materiales son reconocidos por su uso para eliminar el mercurio en aguas preparadas en laboratorio y algunos vertimientos industriales; sin embargo, para lixiviados no mostró resultados eficientes, posiblemente por la gran cantidad de sustancias orgánicas presentes en la basura que compiten con el mercurio para ser absorbidas por los materiales trabajados.
A raíz de estas conclusiones, se evidencia la necesidad de continuar profundizando en la investigación, pues por los peligros de la contaminación con mercurio, en los países europeos es una sustancia prohibida; en el caso colombiano, a partir del Decreto 4741 de 2005 se reglamentó parcialmente la prevención y el manejo de los desechos peligrosos, pero aún no se han adoptado estas medidas. De este modo, objetos como lámparas y celulares que contienen este material todavía siguen siendo  arrojados a la basura por parte de los usuarios, ignorando las campañas que enseñan sobre la disposición final de este tipo de equipos en desuso.
Créditos:http://www.agenciadenoticias.unal.edu.co/inicio.html
Se realizó un estudio para la remoción del mercurio de los lixiviados.

Se realizó un estudio para la remoción del mercurio de los lixiviados.

9 de Octubre del 2012

Investigadores de la UN encontraron que métodos usados para eliminar rastros de mercurio tienen 90% de efectividad en aguas residuales domésticas, pero no en las provenientes de depósitos de basura.

El mercurio es un elemento contaminante para el medioambiente y con peligros tóxicos para los seres vivos, ya que ocasiona daños en el sistema nervioso, problemas de movilidad, enfermedades mentales y afecciones  en la dentadura, entre otros riesgos para la salud.

A partir de estas problemáticas, Fanny Ocampo Barrero, integrante del Laboratorio de Procesos Productivos de la Sede Manizales, realizó un estudio para la remoción del mercurio de los lixiviados, es decir, de las corrientes de agua generadas por la descomposición de residuos sólidos en los sitios utilizados para disposición de basuras.

Para tal fin, primero se analizó el estado del mercurio en el Relleno Sanitario de Manizales, para verificar si este se encontraba disuelto (por lo que podría recorrer grandes extensiones contaminando el agua), o si se encontraba adherido a los sólidos del fluido. Al respecto, la investigación mostró que este elemento se encontraba en ambos estados y por tanto se debía tratar toda la corriente.

“Seguidamente se procedió a aplicar dos métodos ya conocidos para su remoción: uno por filtración en columna rellena de carbón activado impregnado de azufre, que funciona como adsorbente de este contaminante, y otro por filtración a través de membranas con un polímero llamado quitosano”, explicó Ocampo Barrero.

Ambos materiales son reconocidos por su uso para eliminar el mercurio en aguas preparadas en laboratorio y algunos vertimientos industriales; sin embargo, para lixiviados no mostró resultados eficientes, posiblemente por la gran cantidad de sustancias orgánicas presentes en la basura que compiten con el mercurio para ser absorbidas por los materiales trabajados.

A raíz de estas conclusiones, se evidencia la necesidad de continuar profundizando en la investigación, pues por los peligros de la contaminación con mercurio, en los países europeos es una sustancia prohibida; en el caso colombiano, a partir del Decreto 4741 de 2005 se reglamentó parcialmente la prevención y el manejo de los desechos peligrosos, pero aún no se han adoptado estas medidas. De este modo, objetos como lámparas y celulares que contienen este material todavía siguen siendo  arrojados a la basura por parte de los usuarios, ignorando las campañas que enseñan sobre la disposición final de este tipo de equipos en desuso.

Créditos:http://www.agenciadenoticias.unal.edu.co/inicio.html

Información de Universidades

Investiga la FES Cuautitlán patologías en ovinos y caprinos

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Jorge Tórtora Pérez, académico del Programa de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la FES Cuautitlán.
Jorge Tórtora Pérez, académico del Programa de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la FES Cuautitlán.

13de junio de 2010

• Jorge Tórtora Pérez, académico del Programa de Medicina Veterinaria y Zootecnia de esa entidad universitaria, participa en un equipo multidisciplinario que desarrolla soluciones farmacéuticas para enfermedades en estos animales
• La falta de selenio en el suelo de algunas regiones del país, provoca que su leche y carne carezcan de ese elemento

La deficiencia de selenio en el suelo en algunas regiones del país, provoca que la leche y la carne de algunos animales carezcan de ese elemento. Ante ello, el académico del Programa de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Cuautitlán, Jorge Tórtora Pérez, participa en un equipo multidisciplinario que desarrolla soluciones farmacéuticas para enfermedades en ovinos y caprinos.

La falta de selenio, que puede traer consecuencias graves para la población, es un problema serio en prácticamente toda la nación, excepto en entidades como Chihuahua y Coahuila. Desde el punto de vista veterinario, su falta se traduce en menor eficiencia productiva de los animales, aseguró.

La principal fuente de selenio para el humano es la carne; los vegetales no lo contienen, y los pocos que lo poseen suelen ser deficientes. Además, el problema se agrava por tierras pobres en ese elemento y ricas en azufre.
Se ha comprobado que trabaja sobre enzimas, —moduladores metabólicos que actúan en los procesos de oxidación y reducción en células—, tejidos y síntesis de hormonas, relacionados con los cánceres de mama y próstata, agregó.

El selenio y la tiroides

Como parte de su trabajo, Tórtora Pérez ha encontrado un campo de investigación relativamente inexplorado: la relación de ese elemento con problemas en la glándula tiroides, que le ha permitido establecer un vínculo de estudio con Carlos Valverde, del Instituto de Neurobiología (INb) de la UNAM, campus Juriquilla.

Al interior de la glándula, una enzima se encarga de unir el yodo a la hormona tiroidea, pero si falta selenio la síntesis es defectuosa.

Un segundo nivel de acción, tal vez más importante, consiste en que al salir de la glándula, la hormona es inactiva, llega a los tejidos periféricos donde se activa con la pérdida de yodo; cuatro enzimas son las encargadas de separar el yodo y, de ellas, tres dependen del selenio. Por esta razón la carencia puede afectar la función de la tiroides a nivel central y periférico, explicó.

Esta relación de variables es poco estudiada a nivel mundial, aunque un grupo belga trabaja en África Central, donde se han registrado problemas de tiroides; en China se examina porque han tenido problemas cardiacos derivados, y en Escocia, se ha relacionado la falta del elemento con baja fertilidad en hombres, señaló.

Asimismo, expuso que existen suplementos, pero son poco eficientes. Por ello, en Estados Unidos comenzaron a enriquecer al ganado con selenio, para que su carne tenga niveles superiores a los normales.

De igual forma, personas con VIH que son adicionadas con ese elemento tienen mejor respuesta inmune; no es una cura ni ataca al virus, pero favorece el funcionamiento del sistema inmunológico, al igual que en el resto de los animales.

Otra problemática, continuó, se encuentra en los pacientes hospitalizados que se mantienen con aportes por venoclisis —inyección intravenosa de inserción lenta, que puede contener medicamentos, suero o cualquier otra sustancia que se requiera–, compuestos por glucosa, aminoácidos y otras sustancias para mantener el estatus metabólico; se han registrado decesos porque no hay selenio en el suero.

Patología en ovinos y caprinos

En otra línea de investigación, Tórtora Pérez estudia una enfermedad que afecta la capacidad reproductiva de los carneros, la epididimitis, que consiste en la inflamación del túbulo —que lleva el material seminal desde el testículo—, resultado de la presencia de una bacteria. Un área de trabajo a corto y mediano plazo es la mecánica de acción, es decir, cómo funciona la respuesta inmune.

También, en colaboración con otros científicos, se ha analizado el control del parásito protozoario del género Eimeria, que produce la coccidiosis, propia de cada especie. En particular, se buscan alternativas al problema de productores de cabras que no proporcionan suplementos a los animales, y no pueden utilizar estrategias de medicación en el alimento.
Créditos: UNAM. DGCS -354/unam.mx