Repositorio Yachay Tech (Univ. Yachay Tech)
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A dual theoretical and experimental approach about transporting conduction process on Chitosan/VAVTD films
No full textPolymeric electrolytes in Gel phase (GPEs) are materials that have aroused great worldwide interest due to their application as substitutes for liquid electrolytes in energy storage devices. Chitosan is a semi-synthetic biopolymer obtained from chitin that belongs to the poly(aminosaccharide) group. It is the second most abundant and widely used polymer due to its physicochemical properties. The appli-cation of chitosan in energy devices depends on its chemical and mechanibiopolímeroscal prop-erties. However, when subjected to ionic solutions, chitosan becomes less stable. Therefore, it the importance of looking for host polymers that provide mechanical stability while maintaining ionic conduction properties, which is achieved in this work with the application poly(vinyl acetate-co-butyl acrylate-co-neodecanoate)(VAVTD). The GPEs were synthesized using the solution casting method. Computational studies were obtained from the DFT method and molecular simulation done with Avogadro software. The monomers were optimized with the hybrid functionalB3LYP method, Def2-TZVP as a basis set, and including D3BJ as Grimme’s dispersion correction fact. The structural techniques of XRD, TGA/DTG, and FTIR demonstrated a restructuring of the electrolyte when KOH is introduced inside. This restructuring increases the amorphous domain of the electrolyte, generating high ionic conductivity. Concerning electrochemical techniques, an increase in conductivity was obtained with values of the order of 0.054 S/cm, the activation energy of 0.0368 eV, and values above 400 mA/cm2 at 20 °C in voltammetry. On the other hand, DTF calculations proposed the ionic transport pathway for GPEs CS/VAVTD-based is the Grotthuss mechanism. Through molecular simulations, it was observed the membranes with a high content of veova10 lost ionic conduction property due to the increase in non-polarity generated by this monomer. Finally, chitosan and VAVTD membranes were synthesized and characterized, showing excellent mechanical resistance thanks to the terpolymer and high ionic conductivity due to chitosan’s absorption capacity, mobility, and molecular interaction. Moreover, the computational simulations reveal the ionic interaction between chitosan monomer and OH−ions to form H2O molecules is the most stable anionic complex, verifying the proposed mechanism. Those results suggest that the material is suit-able for application in energy storage devices.Los electrolitos poliméricos en fase gel (GPEs) son materiales que han despertado un gran interés por su función como sustitutos de electrolitos líquidos en dispositivos de almacenamiento de energía. El quitosano es un biopolímero semisintético obtenido a partir de la quitina que pertenece al grupo del poli(aminosacáridos). La aplicación de quitosano en dispositivos energéticos depende de sus propiedades químicas y mecánicas. Sin embargo, cuando se somete a soluciones iónicas, el quitosano se vuelve menos estable. De ahí la importancia de buscar polímeros host que brinden estabilidad mecánica manteniendo las propiedades de conducción iónica, lo cual se logró en este trabajo con la aplicación poli(vinil acetato-co-butilacrilato-co-neodecanoato) (VAVTD). Los GPE se sintetizaron utilizando el método de fundición en solución. Los estudios computacionales se obtuvieron a partir del método DFT y la simulación molecular se realizó con el software Avogadro. Los monómeros se optimizaron con el método híbrido funcional B3LYP, Def2-TZVPcomo conjunto de base, e incluyendo D3BJ como el hecho de corrección de la dispersión de Grimme. Las técnicas estructurales de XRD, TGA/DTG y FTIR demostraron una reestructuración del electrolito cuando se introduce KOH en el interior. Esta reestructuración aumenta el dominio amorfo del electrolito, generando una alta conductividad iónica. En cuanto a las técnicas electroquímicas, se obtuvo un aumento de la conductividad con valores del orden de 0,054 S/cm, la energía de activación de 0,0368 eV y valores superiores a 400 mA/cm2a 20 °C en voltametría. Por otro lado, los cálculos de DTF propusieron que la vía de transporte iónico paralas GPE basadas en CS/VAVTD es el mecanismo de Grotthuss. Mediante simulaciones moleculares, se observó que las membranas con un alto contenido de veova10perdían la propiedad de conducción iónica debido al aumento de la no polaridad generada por este monómero. Finalmente, se sintetizaron y caracterizaron membranas de quitosano y VAVTD, que mostraron una excelente resistencia mecánica gracias al terpolímero y una alta conductividad iónica gracias a la capacidad de ab-sorción, movilidad e interacción molecular del quitosano. Además, las simulaciones computacionales revelan que la interacción iónica entre el monómero de quitosano y los iones OH−para formar moléculas de H2O es el complejo aniónico más estable, verificando el mecanismo propuesto. Estos resultados sugieren que el material es adecuado para su aplicación en dispositivos de almacenamiento de energía.Químico/
Ecotoxicological assessment of activated sludge
No full textEcotoxicology was born from the need to avoid problems of large-scale environmental contamination by toxins; as it has progressed, it has been solving problems since in a techno-industrial society governed by consumption. Ecotoxicology is a necessary discipline to reflect on the costs and benefits of technological and industrial decisions. The mining industry and its notable boom make bioassays required to verify the environmental impacts that drilling can cause, the release of sediments into the environment. This mining project features a number of valuable metals; therefore, they will be present in the drilling muds that make it up. The release of discharge water from the purification processes of the wastewater treatment plants in the camps. The objective of this work is to analyze bioassays of the drilling sediments from well "D" and well "R", the wastewater from "Camp X" and "Camp Y", to verify if they affect the living beings of the ecosystem in the case that there is no proper disposal and final treatment. To verify the toxicity of sludge and sediments, germination tests were carried out at 72 hours using lettuce-radish seeds, seedling development to verify inhibition, and the presence of abnormalities at 10 and 20 days. Pseudomonas spp. were inoculated in solid and liquid medium to verify the existence of inhibition at different concentrations of drilling sediments. Fungal inhibition tests were performed by seeding soil dilutions on potato dextrose agar and subjecting the soil fungi to varying concentrations of drilling sediments and sewage sludge.La ecotoxicología nació de la necesidad de evitar problemas de contaminación ambiental a gran escala por toxinas; a medida que ha ido avanzando, ha ido resolviendo problemas ya que en una sociedad tecno-industrial regida por el consumo. La ecotoxicología es una disciplina necesaria para reflexionar sobre los costes y beneficios de las decisiones tecnológicas e industriales. La industria minera y su notable auge hacen que se requieran bioensayos para verificar los impactos ambientales que pueden causar las perforaciones, la liberación de sedimentos al medio ambiente. Este proyecto minero presenta una cantidad de metales valiosos; por ello, estarán presentes en los lodos de perforación que lo conforman. La liberación de aguas de descarga provenientes de los procesos de depuración de las plantas de aguas residuales de los campamentos. Este trabajo tiene como objetivo analizar bioensayos de los sedimentos de perforación del pozo "D" y pozo "R", las aguas residuales del "campo X" y "campo Y", para verificar si afectan a los seres vivos del ecosistema en el caso que no exista una disposición y tratamiento final adecuado. Para verificar la toxicidad de lodos y sedimentos se realizaron pruebas de germinación a las 72 horas utilizando semillas de lechuga-rábano, desarrollo de plántulas para comprobar la inhibición, y presencia de anormalidades a los 10 y 20 días. Pseudomonas spp. fueron inoculados en medio sólido y líquido para verificar la existencia de inhibición a diferentes concentraciones de sedimentos de perforación. Las pruebas de inhibición en hongos se realizaron sembrando diluciones de suelo en agar de dextrosa de patata y sometiendo los hongos del suelo a concentraciones variables de sedimentos de perforación y lodos de aguas residuales.Ingeniero/a Biomédico/
Pre-feasibility study on the corrosion inhibitors production from Ecuadorian natural sources
No full textThe main objective of this work was to carry out a pre-feasibility study of the production of corrosion inhibitors formulated from natural agro-industrial sources that are produced in Ecuador to reduce the current economic problems presented by the oil industries due to the high cost of cleaning of fouling in heat exchangers. Because Ecuador is a country with high agricultural activity, and to give them added value following the postulates of the circular economy, a market study of lupine residues, extracts of dragon's blood, and banana peel, which contain organic compound rich in heteroatoms that could have inhibitory power. Also, for each of the natural sources, information was sought about its value chain in order to know the volume of production of the active principles, which helped us to determine the amount of raw material that we could have. Subsequently, block diagrams of the transformation of each raw material into a corrosion inhibitor were proposed. An estimate of the scaling could be made thanks to experimental data obtained in the laboratory: identification of the type of solvent to be used in the extraction, mass ratios, yield, Etc. For the scaling of each natural source, it was possible to estimate values in the mass balance in order to obtain information on the amount of inhibitor produced. These data thrown in each mass balance, it was found that the extraction of dragon blood is the most optimal for industrialization in comparison with the waste of the banana and the lupine debittering water because it was found that the relationship of the final product with respect to the raw matter is 1:1. Therefore, it was decided to carry out an economic analysis of the industrialization of the inhibitor formulation from the extracts of blood, for which a cost balance was made for the installation of the plant, and it was considered that the price of the inhibitor of Corrosion would be sold at 78,974 annually. Therefore, the estimates of the economic analysis indicate the profitability of the project.El objetivo principal de este trabajo fue realizar un estudio de prefactibilidad de la producción de inhibidores de corrosión formulados a partir de fuentes naturales agroindustriales que se producen en el Ecuador, con el fin de reducir los problemas económicos actuales que presentan las industrias petroleras y de otros sectores, debido al alto costo de la limpieza de ensuciamiento en los intercambiadores de calor. Debido a que Ecuador es un país con una alta actividad agrícola, y con el fin de darles un valor agregado siguiendo los postulados de la economía circular, se realizó un estudio de mercado de los residuos del chocho, los extractos de la sangre de drago y de la cascara del banano, los cuales contienen compuestos orgánicos ricos en heteroátomos que podrían tener poder de inhibición. También para cada una de las fuentes naturales se buscó información sobre su cadena de valor, con el fin de saber el volumen de producción de los principios activos, lo cual nos ayudó a determinar la cantidad de materia prima que podemos disponer. Posteriormente, se propusieron diagramas de bloques de la transformación de cada materia prima en un inhibidor de corrosion. Gracias a datos experimentales que se obtuvieron en el laboratorio: identificación del tipo de solvente a emplear en la extracción, relaciones másicas, rendimiento, etc., se pudo hacer un estimado del escalamiento. Para el escalamiento de cada fuente natural, se logró estimar valores en el balance de masa, con el fin de obtener información sobre la cantidad de inhibidor a producir. Estos datos arrojados en cada balance de masa, se encontró que la extracción de la sangre de drago, es el más óptimo para una industrialización en comparación con los desechos del banano y el agua de desamargado del chocho, debido a que se encontró que la relación del producto final con respecto a la materia es de 1:1. Por lo que se decidió realizar un análisis económico de la industrialización formulación del inhibidor a partir de los extractos de la sangre de drago, para lo cual se hizo un balance de costos para la instalación de la planta, y se consideró que el precio del inhibidor de corrosion se vendería a 78,974 anuales. Por lo tanto, las estimaciones del análisis económico indica la rentabilidad del proyecto.Ingeniero/a de Polímero
Ecophysiological constraints of genome size in birds (Subclass Aves) and mammals (Class Mammalia)
No full textThe genome is the set of genes that are present in an organism. It contains the genetic information needed by each individual to grow and develop. In prokaryotic organisms, the complexity is correlated to the number of genes. This does not occur in eukaryotes, where the genome size varies a lot, even between individuals from the same family. This variation has been studied by the scientific community during several years, analyzing and sequencing genomes from several species, finding out in this way, “the C value paradox”, which explains that the amount of DNA in a haploid genome or the C value, does not seem to correspond to the complexity of an organism. In this bibliographic review, the genome size variation among species is briefly described with an analysis on focused on birds (Subclass Aves) and mammals (Subclass Mammalia), explaining the different factors that could affect its genome size based on the environment they live in, such as climate, basal metabolic rate (BMR) and humidity. Also, comparing these factors to find a genomic relationship between them and, in this way, try to predict the genome size of mammals and birds, and physiological characteristics that these animals might present in a determined environment. Additionally, the C value paradox is explained from when it was discovered until the different methods of measuring the genome size, including the description of “junk DNA” and genome structure.El genoma es el conjunto de genes presentes en un organismo. Este contiene la información necesaria para que cada individuo pueda crecer y desarrollarse. En organismos procariotas, la complejidad se correlaciona con el número de genes. Esto no pasa en eucariotas, donde el tamaño del genoma tiene una gran variación, incluso en individuos de la misma familia. Esta variación ha sido estudiada por la comunidad científica durante varios años, analizando y secuenciando genomas de diferentes especies, descubriendo de esta manera la “paradoja del valor C”, la cual explica que la cantidad de ADN de un genoma haploide o valor C, no parece estar relacionado con la complejidad del organismo. En esta revisión bibliográfica, la variación del tamaño del genoma es brevemente descrita con un análisis enfocado en aves (subclase aves) y mamíferos (subclase mammalia), explicando los diferentes factores que podrían influir en el mismo, de acuerdo al ambiente en donde viven, tales como el clima, tasa de metabolismo basal (TMB) y la humedad. Además de comparar estos agentes para encontrar una relación genómica entre ellos, y de esta manera, tratar de predecir, el tamaño del conjunto de genes de mamíferos y aves, y las características fisiológicas que estos animales podrían presentar en un determinado ambiente. Adicionalmente, la paradoja del valor C está explicada desde cuando fue descubierta hasta los diferentes métodos usados para medir el tamaño del genoma, incluyendo la descripción del “ADN basura” y la estructura del genoma.Biólogo/
lectronic and transport properties of graphene decorated with alkali metals (Li and K)
No full textA study of the effects of the adsorption of alkali metals in the transport properties of graphene, taking all the possible sites of adsorption, is essential to understand the storage mechanisms in carbon-based materials. In this work, we propose the analysis of the electronic and transport properties of graphene on alkali metals, Li and K, such as bands, density of states, and conductance.
The configurations analyzed here are: a) Top site (on top of a carbon atom of the sublattice A of graphene), b) Hollow site (adatom in the center of the graphene hexagons), and c) Bridge site (adsorbate atom in the middle of the A-B bridge of the graphene carbon atoms). With this aim, we will use a tight binding Hamiltonian model for orbitals of graphene perturbed by the interaction with Li and K in the three mentioned inequivalent
configurations. Then, we use the Green's function equation of motion method to calculate the corresponding band structures and density of states. The numerical calculations to obtain the quantum conductance are performed with kwant, the quantum simulation package of python. We find that the bands are up or down shifted with respect to pristine graphene, indicating doping with electrons. For the Top and Bridge cases, the AB symmetry breaking produced in this configuration generates small bandgaps. The bands of the Hollow sites show a downshifting of the Fermi level and preserve the Dirac cones nature from the pristine graphene. Finally, the perturbation of the Fermi velocities observed in the bands is translated to the V-shaped conductance.El estudio de los efectos de la adsorción de metales alcalinos en las propiedades de transporte del grafeno, tomando a consideración todos los posibles sitios de adsorción, es fundamental para comprender los mecanismos de almacenamiento en materiales basados en carbono. En este trabajo se propone el análisis de las propiedades electrónicas y de transporte del grafeno en metales alcalinos, Li y K, tales como las bandas, densidad de estados y conductancia cuántica.
Las configuraciones que se analizarán en este trabajo son: a) Top (encima de un átomo de carbono de la subred A del grafeno), b) Hollow (adátomo en el centro de los hexágonos de grafeno), y c) Bridge (adátomo en el medio del puente A-B de los átomos de carbono del grafeno). Con este objetivo, utilizaremos un modelo hamiltoniano de unión estrecha para orbitales de grafeno perturbados por la interacción con Li y K en las tres configuraciones no equivalentes, mencionadas anteriormente. Luego, usamos el método de ecuación de movimiento de las funciones de Green para calcular las estructuras de banda correspondientes y la densidad de estados. Los cálculos numéricos para obtener la conductancia cuántica se realizan con kwant, el cual es un paquete de simulación cuántica de Python. En este trabajo encontramos que las bandas están desplazadas hacia arriba o hacia abajo con respecto al grafeno prístino, lo que indica dopaje con electrones. Para los casos Top y Bridge, la ruptura de la simetría AB que se produce en esta configuración
genera pequeñas brechas. Las bandas de los sitios de Hollow muestran un cambio descendente del nivel de Fermi y preservan la naturaleza de los conos de Dirac del grafeno prístino. Finalmente, la perturbación de las velocidades de Fermi observadas en las bandas se traduce a la conductancia en forma de V.Físico/
Antimicrobial activity of seaweed extracts
No full textSeaweed or algae are an extensive, polyphyletic, artificial, and diverse collection of primarily photosynthetic non-vascular organisms with chlorophyll and basic reproductive systems. Algae extracts have been shown to have anti-inflammatory, anticoagulant, antifungal, anti-allergic, anti-tumor, immunomodulatory, antiviral, anti-cancer, hypoglycemic, anti-obesity, antioxidant, and antibacterial properties. Algae are rich in antimicrobial metabolites and natural bioactive elements, making them a good target for experimentally working. This review offers a summary of antimicrobial activity, among other qualities, that has been demonstrated for certain algae, but to varying degrees depending based on a multitude of criteria including species, chemical composition (influenced by collecting region and period), type of solvent used in the extraction procedure, and, finally, the concentration of the extract. Ecuador has the potential to become a strategic zone for the development of experiments that make use of features of seaweed extracts that are unique to this country or species that are comparable around the world.Las algas marinas son una colección extensa, polifilética, artificial y diversa de organismos no vasculares principalmente fotosintéticos con clorofila y sistemas reproductivos básicos. Los extractos de algas han demostrado tener propiedades antiinflamatorias, anticoagulantes, antifúngicas, antialérgicas, antitumorales, inmunomoduladoras, antivirales, anticancerosas, hipoglucémicas, antiobesidad, antioxidantes y antibacterianas. Las algas son ricas en metabolitos antimicrobianos y elementos bioactivos naturales, lo que las convierte en un buen blanco para trabajar experimentalmente. Esta revisión ofrece un resumen de la actividad antimicrobiana, entre otras cualidades, que se ha demostrado para ciertas algas, pero en diferentes grados dependiendo de una multitud de criterios, incluyendo especies, composición química (influenciada por la recolección de región y período), tipo de disolvente utilizado en el procedimiento de extracción, y, finalmente, la concentración del extracto. Ecuador tiene el potencial de convertirse en una zona estratégica para el desarrollo de experimentos que hagan uso de las características de los extractos de algas que son únicas de este país o especies comparables en todo el mundo.Biólogo/
Determination of the anti-inflammatory activity of Ecuador´s natural products
No full textThe inflammation process is a natural immune response to harmful stimuli from the outside. Therefore, a signaling cascade is generated, releasing pro-inflammatory substances such as cytokines to activate more immune cells to counteract and eliminate the stimulus causing the inflammation. The problem with this process is when these substances are released in excess, generating discomfort with symptoms such as redness, pain, and even fever. The scientific community is currently developing new solutions to reduce or eliminate inflammation, which is recurrent in certain pathologies such as arthritis. To evaluate the anti-inflammatory activity of new synthetic or natural molecules in the laboratory, standardized in vitro protocols have been developed based on the stabilization of the erythrocyte membrane, which is similar to the lysosome membrane that is in inflammatory processes ruptures, releasing its contents and contributing to inflammation. Currently, researchers are trying to prove the anti-inflammatory potential of known plants as these alternatives that reduce or eliminate inflammation. As a mega-diverse country, Ecuador has plant species with great medicinal and anti-inflammatory potential; that is why the anti-inflammatory potential of existing plants in Ecuador was analyzed in vitro, obtaining positive and encouraging results.El proceso de inflamación es una respuesta natural inmunitaria ante estímulos dañinos del exterior donde se genera una cascada de señalizaciones liberando sustancias proinflamatorias como citoquinas con la finalidad de activar más células inmunitarias para contrarrestar y eliminar el estímulo causante de la inflamación. El problema con este proceso es cuando se liberan en exceso estas sustancias generando malestar con síntomas como enrojecimiento, dolor e incluso fiebre. Es por esto que la comunidad científica en la actualidad se esfuerza en desarrollar nuevas soluciones para disminuir o desaparecer la inflamación, la cual es recurrente en ciertas patologías como la artritis. Para poder evaluar en el laboratorio la actividad antiinflamatoria de nuevas moléculas ya sean sintéticas o naturales se han desarrollado protocolos estandarizados in vitro basados en la estabilización de la membrana del eritrocito, la cual es similar a la membrana del lisosoma que en procesos inflamatorios se rompe liberando su contenido y contribuyendo a la inflamación. Actualmente se está tratando de comprobar el potencial antiinflamatorio de plantas conocidas siendo estas alternativas que contribuyan a disminuir o eliminar la inflamación. Ecuador al ser un país mega diverso posee especies de plantas con un gran potencial medicinal y antiinflamatorio, es por ello que se analizó in vitro el potencial antiinflamatorio de plantas existentes en el Ecuador obteniendo resultados positivos y alentadores.Biólogo/
Characterization and study of the antimicrobial activity of the cutaneous secretion obtained from the Phyllomedusa bicolor frog
No full textThe alarming rise in antibiotic resistance is propelling investigation into the search for therapeutic alternatives. Peptides found in the skin secretions of amphibians, such as the Amazonian frog Phyllomedusa bicolor, are one of the emerging options. The medicinal use of this secretion has been observed in ancestral Amazonian rituals and has subsequently spread to various regions of the world. It is used to treat a variety of diseases, including bacterial infections. This undergraduate work aims to analyze the possible antimicrobial activity of the skin secretion of Phyllomedusa bicolor. Two samples were analyzed, one from the Brazilian state of Acre and the other from the Amazon rainforest in Peru. The samples underwent chemical characterization, including techniques such as ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC), infrared spectroscopy (FT-IR), and colorimetric tests. As a result, 2 majority UV-VIS sensitive compounds were observed, and the presence of amino acids or proteins and simple carbohydrates in the samples is suggested.
Regarding the biological activity, the agar diffusion method revealed that the samples have excellent antibacterial properties against three strains of E. coli, TG1, DH5α, and E41045. In the same way, optical density measurements at 600 nm (OD600) revealed that this property is even higher than that of widely used antibiotics like ampicillin and kanamycin. Finally, it is suggested that further chemical characterization of the secretions be performed to determine which active compounds confer this antibacterial property; there is even the possibility of developing new antibacterial agents as tools to overcome the antibiotic resistance crisis.El aumento alarmante de la resistencia a los antibióticos está impulsando el camino de la investigación a la búsqueda de alternativas terapéuticas. Una de las opciones en auge son los péptidos presentes en la secreción cutánea de los anfibios, como es el caso de la Phyllomedusa bicolor, una rana de la Amazonía. El uso medicinal de esta secreción se ha observado en rituales ancestrales amazónicos y posteriormente se ha extendido a varias regiones del mundo. Se utiliza para tratar una serie de enfermedades, incluidas las infecciones bacterianas. El presente trabajo de pregrado se propone analizar la posible actividad antimicrobiana en la secreción cutánea de la Phyllomedusa bicolor. Se analizaron dos muestras, una proveniente del estado brasileño de Acre y la otra de la selva amazónica del Perú. Las muestras se sometieron a una caracterización química incluyendo técnicas como la cromatografía líquida de ultra alta resolución (UHPLC) y espectroscopía infrarroja (FT-IR), además de pruebas colorimétricas. Como resultado se observó la presencia de 2 compuestos mayoritarios sensibles a UV-VIS y se sugiere la presencia de aminoácidos o proteínas y carbohidratos simples en las muestras. En cuanto a la actividad biológica, el método de difusión en agar reveló que las muestras tienen una excelente propiedad antibacteriana contra tres cepas de E. coli, TG1, DH5α y E41045. De la misa manera, las mediciones de densidad óptica a 600nm (OD600) demostraron que esta propiedad es incluso mayor a la de antibióticos altamente comercializados como la ampicilina y la kanamicina. Por último, se recomienda profundizar en la caracterización química de las secreciones con el objetivo de determinar que compuestos activos confieren esta propiedad antibacteriana; existiendo incluso la posibilidad de desarrollar nuevos agentes antibacterianos como herramientas para sobrellevar la crisis de resistencia a los antibióticos.Ingeniero/a Biomédico/
Microbiologically induced carbonate precipitation in the consolidation of marble slabs
No full textMicrobiologically induced carbonate precipitation (MICP) has been used to restore and consolidate heritage sculptures damaged by various environmental and anthropogenic factors. This method has been tested in several countries around the world, where its effectiveness in restoring deteriorated samples was shown under controlled laboratory conditions. However, Ecuador presents no report on using this method, even though it has three cities considered cultural heritage of humanity. This work tests the capacity of a local bacterial strain (RTB017) to produce a consolidating layer of calcium carbonates on carbonate samples (Travertines). The results show that the precipitated carbonate crystals are firmly attached to the surface of the treated samples. Also, it shows that the calcium carbonates formed fill the cracks and holes present in the samples. Therefore, the bacterial strain used can precipitate calcium carbonate crystals that consolidate and restore carbonate samples, improving their mechanical properties and resistance to damage caused by acid rain.La precipitación de carbonatos inducidos microbiológicamente (MICP), por sus siglas en inglés) ha sido utilizada como un método de restauración y consolidación de esculturas patrimoniales deterioradas por varios factores ambientales y antropogénicos. Este método ha sido probado en varios países del mundo donde se mostró su eficacia en la restauración de muestras deterioradas bajo condiciones controladas de laboratorio. Sin embargo, en Ecuador no hay ningún reporte sobre la utilización de este método, a pesar de que, cuenta con tres ciudades consideradas patrimonio cultural de la humanidad. En este trabajo se evalúa la capacidad de una cepa bacteriana local (RTB017) de producir una matriz consolidante de carbonatos de calcio en muestras carbonáticas (Travertinos). Los resultados muestran que los cristales de carbonatos precipitados están fuertemente ligados a la superficie de las muestras tratadas. Así también, se muestra que los carbonatos de calcio formados rellenan las fisuras y huecos presentes en las muestras. Concluyendo que, la cepa bacteriana usada es capaz de precipitar carbonatos de calcio que consoliden y restauren muestras carbonáticas, mejorando sus propiedades mecánicas y resistencia a daños ocasionados por la lluvia ácida.Químico/
Using mining industry wastewater to obtain Prussian blue analogues-silica monolith hybrids: a key to reduce water pollution
No full textMaterials with hierarchical porosity and functionalized with different metals such as copper (II), zinc (II), iron (II) and iron (III) were synthesized to obtain silica monoliths for the treatment of wastewater from mining extraction. Silica monoliths were synthesized using the high internal phase emulsion method (HIPE). After functionalizing the structure with the metals they were subsequently impregnated with Ferrocyanide or synthetic wastewater from mining extraction, to in situ precipitate Prussian blue analogues (PBA’s) and to reduce the cyanides content in the water.
Ferrocyanide impregnation was performed by contact under controlled conditions, while impregnation with wastewater was performed by non-continuous laminar flow. The amount of adsorbed CN was then determined as well as the possible formation of Prussian Blue Analogues (PBA's) inside the monolith in order to obtain materials to be possible used for storage energy (batteries or H2 storage). This possible formation was determined by the characterization of the samples during the functionalization and impregnation phases by XRD, ATR-FTIR, DRS-UV-Vis, magnetic susceptibility measurements, and SEM-EDX. For the functionalization phase, information was obtained from ATRFTIR, EDX and DRS-UV-Vis techniques showing that metals were present in the form of oxides. For the ferrocyanide contact impregnation phase the PBAs were formed in the monolith structure, which was confirmed by ATRFTIR, DRS-UV-Vis XRD, Magnetic susceptibility measurements, and SEM-EDX. For the impregnation phase with synthetic water in laminar flow using the monoliths as microreactors, complexes were formed that are not necessarily PBA and it was observed that the CN concentration decreased at least 30% of initial concentration. This work presents a potential and interesting way to use wastewater to mitigate CN and heavy metal contamination and in turn to manufacture materials that could be used in energy storage.Se sintetizaron materiales con porosidad jerárquizada y funcionalizados con diferentes metales como cobre (II), zinc (II), hierro (II) y hierro (III) para obtener monolitos de sílice para el tratamiento de aguas residuales de extracción minera. Los monolitos de sílice se sintetizaron utilizando el método de emulsión con alto contenido de fase interna (HIPE) por sus siglas en inglés. Posteriormente los monolitos funcionalizados fueron impregnados con ferrocianuro de potasio o con agua residual de extracción minera emulada en el laboratorio, para precipitar in situ análogos de azul de Prusia y reducir el contenido de cianuros en el agua.
La impregnación con ferrocianuro se realizó por contacto bajo condiciones controladas, mientras que la impregnación con aguas residuales se realizó por flujo laminar no continuo. Posteriormente se determinó la cantidad de cianuro (CN-1) adsorbida, de forma que se exploró la posible formación de análogos de azul de Prusia (AAP) en el interior del monolito, con el fin de obtener materiales que puedan ser utilizados para el almacenamiento de energía (baterías monovalentes o almacenamiento de H2). Esta posible formación se determinó mediante la caracterización de las muestras durante las fases de funcionalización e impregnación mediante XRD, ATR-FTIR, DRS-UV-Vis, medidas de susceptibilidad magnética y SEM-EDX. Para la fase de funcionalización, se obtuvo información de las técnicas ATR-FTIR, EDX y DRS-UV-Vis, mostrando que los metales estaban presentes en forma de óxidos. Para la fase de impregnación con ferrocianuro, los AAP’s se formaron en la estructura de monolito, lo que fue confirmado por ATR-FTIR, DRS-UV-Vis XRD, mediciones de susceptibilidad magnética, y SEM-EDX. Para la fase de impregnación con agua emulada en flujo laminar utilizando los monolitos como micro-reactores, se formaron complejos que no son necesariamente AAP y se observó que la concentración de CN disminuyó al menos un 30% de su concentración inicial. Este trabajo presenta una forma potencial e interesante de utilizar las aguas residuales para mitigar la contaminación por CN y metales pesados y, a su vez, fabricar materiales que podrían utilizarse en el almacenamiento de energía.Químico/