Revista Ing-Nova

Rompiendo la Ley de Zipf

Alfonso Ramírez Sanabria — 2024-11-15

En un artículo anterior, hacíamos una apología al proceso de escritura mostrando como realizar, más a menudo, esta actividad; puede servir como un elixir para la eterna juventud [1]. Sin importar sobre lo que escribamos, tal vez si sea más importante la forma en como lo hacemos y deberíamos, al escribir, romper, más a menudo, la regla de Zipt. Me explico:

La llamada ley de Zipf, fue formulada en la década de 1940 por George Kingsley Zipf, lingüista de la Universidad de Harvard, es una ley empírica según la cual, en una determinada lengua la frecuencia de aparición de distintas palabras sigue una distribución que puede aproximarse por la siguiente ecuación:

Pn ≈1/n^a (1)

donde Pn representa la frecuencia de la n-ésima palabra más frecuente y el exponente a es un número real positivo, en general ligeramente superior a 1 [2].

Uso de bioindicadores para determinar la presencia de contaminantes en cuerpos de agua

Juan Vergara Villadiego — 2024-11-15

Los bioindicadores son organismos nativos empleados para mostrar el estado y los cambios que puedan surgir en el medio ambiente por la contaminación, debido a esto, suelen aplicarse en disciplinas como la ecotoxicología. Existen diferentes tipos de bioindicadores en todo el mundo, los cuales pueden ser de tipo animal, vegetal o microbiano, permitiendo evidenciar la contaminación en diferentes ecosistemas, tanto terrestres, acuáticos o mixtos. Entre estos la implementación de plumas y cascaras de huevos de las aves y los manglares, han presentado buenos resultados como bioindicadores de contaminantes en cuerpos de agua. En la actualidad, los ecosistemas acuáticos presentan una clara problemática a raíz de la contaminación provocada por el vertimiento de aguas residuales cargadas con múltiples contaminantes generado por actividades industriales y antropogénicas. Algunos de estos contaminantes son los metales pesados, los contaminantes emergentes y los derivados del petróleo, los cuales generan una gran amenaza para los diferentes ecosistemas y la salud humana. En consecuencia, se han implementado diferentes técnicas de rastreo para evidenciar la presencia de contaminantes presentes en cuerpos de agua, sin embargo, es importante realizar aportes en cuento a la implementación de metodologías de alerta temprana como pueden ser los bioindicadores. Por lo anterior, el objetivo de la presente revisión del tema es resaltar la importancia de la implementación de los animales y las plantas como bioindicadores de contaminación de los ecosistemas acuáticos para la evaluación de la salud del medio ambiente, realizando con esto un aporte en el área de la ecotoxicología ambiental.

Aproximación bidimensional P1 (P1-2D) para la descripción del campo radiante en reactores solares fotocatalíticos cilíndricos

Clovis Nchikou — 2024-11-15

Se formuló la velocidad volumétrica local de absorción de fotones (LVRPA) resolviendo la Ecuación de Transferencia Radiativa (RTE) en coordenadas polares con la aproximación P1 (P1-2D) para la descripción del campo radiante en reactores solares fotocatalíticos cilíndricos. Se formuló una expresión general del LVRPA que puede emplearse en reactores fotocatalíticos cilíndricos con una radiación incidente constante a lo largo de la longitud del reactor. Se utilizaron reactores fotocatalíticos CPC y tabulares como modelos de reactor y se consideró la ley del coseno de Lambert (irradiancia) al utilizar las condiciones de contorno. Las simulaciones se realizaron utilizando el TiO2-P25 comercial cuyas propiedades ópticas se tomaron de la bibliografía. Se encontró que el LVRPA disminuye exponencialmente desde la pared del reactor hacia su centro. La velocidad volumétrica de absorción de fotones por unidad de longitud del reactor (VRPA/H) aumentó exponencialmente con la carga de catalizador hasta un valor en el que no se observó un aumento significativo y se encontró que aumentaba con el radio del reactor, información que concuerda con la literatura. La carga óptima de catalizador con el reactor CPC fue de aproximadamente 0,364 g/L con un radio del reactor igual a 1,65 cm, similar a la encontrada en la literatura cuando se utilizó el modelo de seis flujos en dos dimensiones (SFM-2D). El espesor óptico aparente τ__App1 formulado de nuevo con la aproximación P1 se introdujo con fines de optimización y se encontró más fiable que el espesor óptico τ. Este parámetro no sólo elimina la dependencia de la carga óptima de catalizador del radio del reactor, sino también su dependencia del albedo del catalizador. El τ__App1 se encontró alrededor de 9,73 y 14,6 para CPC y reactores tubulares, respectivamente, y proporciona la carga óptima de catalizador y el radio del reactor que optimizan la absorción de radiación dentro de ambos reactores

Evaluación del extracto de ajo como inhibidor de corrosión del acero al carbono en medio ácido

María Acosta Julio — 2024-11-15

Se evaluó la eficiencia de inhibición del extracto acuoso de Allium sativum (ajo), con la finalidad de disminuir la corrosión del acero al carbono en medio ácido. El primer paso de esta investigación fue la obtención y caracterización de los extractos obtenidos en etanol y agua, a través de pruebas fitoquímicas, logrando identificar la presencia de fenoles totales, en una concentración máxima de 86,05 mg/100 mL para los extractos de ajo podrido obtenidos con etanol. Posteriormente, para verificar la eficiencia de inhibición, se realizaron pruebas de pérdida de peso para determinar la velocidad de corrosión utilizando diferentes concentraciones en los extractos. Los resultados obtenidos demostraron que el extracto de ajo a mayor concentración alcanzó mejores eficiencias, siendo los extractos de ajo podrido obtenidos en etanol los que presentaron mayor eficiencia (82,70 % para una concentración del 10% del extracto).

Finalmente, el cálculo de la isoterma de adsorción permitió determinar que el mecanismo de inhibición fue por fisisorción, con valor de -15,002 kJ/mol, lo cual indicó que el extracto fue adsorbido sobre la superficie del acero al carbono. Los resultados obtenidos de esta investigación permiten determinar que el extracto de ajo descompuesto en etanol tiene potencial como inhibidor de corrosión, ya que presenta eficiencia de inhibición de un 77 % hasta un 82%, logrando reducir la velocidad de corrosión de las láminas de acero al carbono en medio ácido de manera efectiva y al mismo tiempo siendo amigable con el ambiente.

Análisis de cambio de uso de suelo mediante percepción remota en el municipio de San Pedro Mixtepec Distrito 22, México, en relación con san José de Cúcuta, Colombia

Luisa Ramírez Ríos — 2024-11-15

El cambio de uso de suelo es una grave preocupación global y un impulsor clave del cambio climático. Este estudio comparó el cambio en el uso de suelo entre San Pedro Mixtepec, México, y San José de Cúcuta, Colombia, utilizando imágenes satelitales de 2000, 2010 y 2021. Se empleó la metodología de Procesamiento Digital de Imágenes de Satélite propuesta por Galindo en 2014, con una clasificación supervisada mediante el clasificador MAXLIKE. Las categorías identificadas fueron forestal, infraestructura y áreas agrícolas. Se validó la superficie forestal utilizando datos del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) y del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM). Los resultados mostraron daños a los servicios ecosistémicos, especialmente la regulación climática y la biodiversidad, esenciales para el bienestar humano. El cambio de uso de suelo tiene un impacto directo en estos servicios y resalta la importancia de abordar este problema en la agenda gubernamental.

Evaluación energética y ambiental de una planta de deshidratación catalítica de bioetanol para la obtención de etileno en Colombia

Jorge Villadiego Guerra — 2024-11-15

En el presente trabajo se propone la evaluación de una planta de deshidratación catalítica de bioetanol enmarcada en el contexto nacional, considerando su desempeño energético y ambiental. Se realiza una comparación de los resultados obtenidos con el método de síntesis de etileno actual (el craqueo térmico) para determinar si la deshidratación catalítica constituye una alternativa admisible, estableciendo como parámetros la obtención de etileno con una pureza suficiente para polimerización (99.85-99.95% vol.), requerimiento principal que tiene el etileno en nuestro país y una producción de 40kton/anuales. Además, se implementó un análisis Pinch con el propósito de obtener un ahorro energético por medio del aprovechamiento de corrientes propias del proceso, disminuyendo los servicios de calentamiento y enfriamiento. Esto se realiza por medio del simulador de procesos Aspen Plus v.12 y el evaluador de impactos ambientales potenciales del EPA, WAR-GUI. Los resultados permitieron concluir que el método propuesto es una alternativa viable para la obtención de etileno dado que se presenta un rendimiento de 51.07% en peso, similar al que se encuentra para el craqueo térmico (51.24% de rendimiento en peso) con un valor de pureza de 99.5%, y la implementación de la red de integración calórica logró disminuir el consumo de energía en lo que refiere a servicios de enfriamiento y calentamiento aproximadamente en un 50% y 75% respectivamente. Las emisiones de dióxido de carbono son de aproximadamente 0,45 kg de CO2/ kg de etileno lo cual es menor comparadas con las que se generan del método de craqueo térmico, que según la literatura refiere de uno a dos kilogramos de CO2 por cada kilogramo de etileno producido.

Eterificación de alcohol isoamílico utilizando Amberlyst®15 como catalizador ácido

Daniel Duran — 2024-11-15

El presente trabajo informa sobre la producción de éter diisoamílico a partir de la eterificación de alcohol isoamílico, utilizando la resina sulfónica Amberlyst®-15 (A-15) como catalizador. Se estudiaron parámetros como la temperatura, el tiempo de reacción y la cantidad de catalizador. Aunque la reacción de eterificación muestra conversiones bajas (9-18%), cuando se añade glicerol al medio de reacción y una presión externa al sistema de reacción (3,5 atm), la conversión aumenta hasta el 40% y puede obtenerse un rendimiento de hasta el 100% en di-isoamil éter.

Análisis de la sobresaturación de oxidante en una reacción fotocatalítica de mineralización de ácido dicloroacético asistida con radiación solar

Augusto Arce Sarria — 2024-11-15

Se evaluó el efecto de la transferencia de masa de oxígeno del aire en la degradación de ácido dicloroacético, utilizando como catalizador dióxido de titanio P25 (TiO2-P25) en suspensión, evaluado a diferentes concentraciones iniciales de sobresaturación de oxígeno logradas mediante sistema de burbujeo, en un reactor Placa Plana a escala piloto, utilizando radiación solar natural como fuente de activación. Se estructuró un modelo matemático que describió el comportamiento tanto cinético como de la degradación-mineralización del contaminante, además de la inclusión de la transferencia de masa desde el aire a la reacción fotocatalítica usando correlaciones generalizadas adimensionales de Sherwood, Reynolds y Schmidt y se analizó su influencia en el desempeño global del proceso. El modelado del campo radiante del reactor siguió el enfoque SFM-HG para calcular la velocidad volumétrica de absorción de fotones. Se estructuró un algoritmo robusto para el cálculo de la cinética y la predicción del TOC del contaminante en solución. Se encontró que para este sistema el suministro estequiométrico para la reacción de oxidación avanzada no es suficiente y se presenta agotamiento, generando degradaciones lentas y de baja mineralización. La inclusión de burbujeadores de aire permitió la sobresaturación de oxígeno promoviendo el exceso de este componente e induciendo al aumento de la degradación del contaminante, alcanzando hasta 82% de mineralización con 16% de exceso, para la misma cantidad de radiación solar incidente acumulada. El modelo matemático propuesto junto con el algoritmo de solución resultó ser de alta efectividad y capacidad predictiva con errores por debajo del 2% en comparación a los datos experimentales disponibles.

Perfil de la Revista Ing-Nova al 3er año de existencia y sus retos inmediatos

Miguel Mueses — 2024-11-15

Cerramos el tercer año de publicación continua como lo establecimos en nuestras políticas y compromisos por la ingeniería y las ciencias aplicadas, desde la creación de la revista a finales de 2021, donde los primeros autores le apostaron a contribuir con sus investigaciones a este nuevo espacio electrónico de divulgación del conocimiento. En enero de 2022 publicamos el primer número en el Volumen 1 con 11 artículos de 36 autores (12% internacionales), nuestro mayor record hasta ahora (véase Figura 1). Desde entonces han sido 51 artículos publicados en 3 volúmenes y 5 números (antes del número actual) con la participación de 115 autores de diferentes países en los que se destacan México, España y Colombia.