miércoles, 29 de mayo de 2024

Taller 4. Rellenos Sanitarios

1. ¿Qué es un relleno sanitario?

Un relleno sanitario es una infraestructura diseñada para la disposición final de residuos sólidos municipales de manera segura y controlada. Consiste en una serie de capas de material impermeable, como arcilla o geomembranas, que se colocan sobre el suelo para evitar la filtración de lixiviados y la contaminación del medio ambiente. Los residuos se van depositando en diferentes celdas, que son cubiertas diariamente con una capa de tierra o material similar para reducir los olores y la proliferación de plagas. Además, se instalan sistemas de drenaje y recolección de gases para controlar la emisión de gases de efecto invernadero.

La gestión de un relleno sanitario requiere un plan adecuado de operación y mantenimiento para garantizar su eficiencia y minimizar los impactos ambientales. Esto implica el monitoreo constante de los lixiviados y los gases generados, así como la implementación de medidas de control y mitigación. Además, se deben tomar en cuenta aspectos como la selección adecuada del sitio, el diseño del relleno y la gestión de los residuos antes de su disposición final.







 

lunes, 27 de mayo de 2024

Taller 3. Energías

 1. Con base a la figura 1.1 explicar el tipo de energía y un ejemplo





Energía Hidráulica  (Betania)


Energía Eólica ( El parque eólico Windpeshi-Guajira)


Energía Térmica


 
Energía nuclear 


Energia Solar fotovoltaica (Celsia Solar Yumbo)


Biomasa


2. Analizar las condiciones de la energía solar 














Salida de campo al Huila aprendiendo un poco mas sobre nuestro pais

 Inicialmente hablaremos un poco sobre el departamento del Huila donde se encuentra el desierto de la Tatacoa y Central Hidroeléctrica de Betania. Este departamento se encuentra  localizado al sur occidente de Colombia.

El departamento cuenta con una amplia variedad de climas en razón a la diversidad de pisos térmicos  y como resultado de la interacción de factores tales como la temperatura, luminosidad solar, la pluviosidad, la humedad relativa y los vientosAsí las más altas son alrededor de 35 °C en el desierto de la Tatacoa, le siguen los climas de las regiones cálidas de los valles de Neiva, Aipe y Villavieja con 28 °C


El primer lugar recorrido fue Villavieja  el cual está localizado en el norte del departamento, en la parte alta del valle del río Magdalena. Su extensión territorial es de 578 km², su altura es de 430 m s. n. m. y su temperatura promedio es de 28-31 °C.

Una de las paradas realizadas fue a las afueras del cementerio de Villavieja el cual tiene el nombre de Lozoya un dato curioso sobre el cementerio es que este fue creado debido a que  el río traía en su cauce cadáveres de personas perteneciente del partido conservador o del partido liberal, las personas de Villavieja decidieron sacar los cuerpos y enterrarlos en Villavieja, por tanto, el lugar tienen cuerpos de personas que nunca reconocieron.


Después de un rato de caminata nos dirigimos al museo paleontológico de Villavieja creado en 1984, donde se exponen 950 piezas originales de restos fósiles de gigantescas tortugas, osos perezosos, cangrejos y peces que datan de casi hace 15 millones de años. Es el único museo paleontológico del huila que son del periodo del mioceno medio. El museo está dividido en tres salas reptiles, mamíferos y ambiente. 

En este museo podemos encontrar que todas las piezas exhibidas en esté lugar son encontradas en el desierto de la Tatacoa nos comentaban que hace 13 millones de años en 
el lugar no existían las elevaciones del territorio y que la mayoría son fósiles del Mioceno Medio.



En estas fotografías podemos encontrar dientes de la especie Miocochilius perteneció a la familia Interatheriidae, era un pequeño mamífero herbívoro cuadrúpedo el cual era una especie nativa de Colombia y el cual vivió en la época del Mioceno.
 




 Los fosiles de estas tortugas que datan entre el Mioceno y el Plioceno son conocidas como las tortugas más grandes de agua dulce, El caparazón de Stupendemys medía más de 18 dm de longitud. Se estima que este género de tortugas medía aproximadamente entre unos 2 a 3 m 


Después de la visita al museo nos dirigimos a la Tatacoa, ya que íbamos a acampar allí, lo primero que aprendimos sobre el lugar y es que no es un desierto, sino que es un bosque seco tropical, este se divide en dos zona la roja u ocre y la zona gris.
La zona Roja es arcilla y la mayoría es dióxido de hierro y, por tanto, no tiene tanta absorción de agua




La mayoría de plantas que encontramos en esta zona son Cactus, Todos los cactus pertenecen a la familia de las cactáceas y a su vez, las cactáceas hacen parte de las plantas suculentas o crasas. Las crasas o suculentas son plantas que en su interior almacenan agua en su tallo, sus hojas o sus raíces en forma de jugo mucilaginosos, en mayor cantidad que otras especies. Razón por la cual los cactus logran sobrevivir en zonas desérticas donde el clima es muy seco por largos períodos de tiempo.

Por lo tanto, las plantas cactus poseen la capacidad de almacenar grandes cantidades de agua. Su cuerpo está constituido casi en un 80 de humedad, suficiente como para soportar largos períodos de sequía.



Un dato curioso es que en la Tatacoa vemos algo interesante es que normalmente vamos a ver cactus creciendo cerca de un árbol, esto debido a que se genera una interacción biológica de simbiosis donde los árboles proporcionan sombra y protección a los cactus, mientras que estos absorben el exceso de agua del suelo, ayudando así a los árboles a sobrevivir en un entorno tan árido. Es un ejemplo fascinante de cómo la naturaleza encuentra maneras de adaptarse y sobrevivir en condiciones extremas.

Otra cosa interesante que pudimos observar fue a un cucaron empalado en la espina de un árbol que se encontraba en la Tatacoa, esto es gracias al pájaro empalador al que te refieres es el Atrapamoscas Espinoso, también conocido como el "pájaro asesino". Este pequeño pájaro habita en el desierto de la Tatacoa y tiene un comportamiento único. Utiliza espinas de cactus para empalar insectos y pequeños animales, almacenándolos para comer más tarde. Es asombroso ver cómo esta especie ha desarrollado una técnica tan especializada para sobrevivir en su entorno desértico. La naturaleza siempre nos sorprende con sus adaptaciones increíbles.



Un lugar reconocido en la Tatacoa es el Cusco, ese nombre es debido  al concepto de la palabra, los indígenas rendían culto a los tres elementos agua, fuego y tierra.
Ellos hacían las ofrendas en lo más alto del desierto, ya que estaban más cerca a sus seres queridos y también porque era más fácil matar a los españoles.
Cusco- centro, hermoso o centro de adoración


Estrellas en la Tatacoa 



Se empieza a acercar la noche y vemos como los colores en el cielo cambian y empieza a perderse la luz del día para dar paso a la noche con su brillo lunar y sus hermosas estrellas 



Fuimos al campo astronómico que se encuentra en la Tatacoa donde pudimos observar la noche estrellada y donde al mismo tiempo contemplamos la gran información que el cielo nos puede dar. Una de las historias que me quedo más marcada fue la de la Constelación de Orión la historia de Orión y las Pléyades es una de las más conocidas en la mitología griega. Según la leyenda, Orión, el cazador gigante, persiguió a las Pléyades, un grupo de siete hermanas que eran hijas de Atlas y Pleione. Las Pléyades, temiendo a Orión, pidieron ayuda a los dioses y fueron transformadas en palomas para escapar de él.

Zeus, conmovido por su situación, las elevó al cielo y las convirtió en la constelación que hoy conocemos como las Pléyades. En algunas versiones de la historia, Orión también fue colocado en el cielo como la constelación que lleva su nombre, y se dice que todavía persigue a las Pléyades a través del firmamento.


Esa noche pudimos ver varias constelaciones y aprender como al movimiento de la tierra, dejamos de ver unas constelaciones y aparecen otras y el significado que tienen estas formaciones en el firmamento, La Tatacoa es un gran lugar para ir a hacer observación de estrellas y como esto cambia en el trascurso del año.

Otro lugar que pudimos observar fue una construcción de la ingeniería humana, la cual fue la Central Hidroelectrica de Betania donde encontramos la represa de Betania, esta represa dista 30 km al sur de Neiva. Tiene varios fines: la generación de energía eléctrica, controlar el caudal del Río Magdalena, para el riego de tierras y para la pisicultura. Tiene una superficie de 7400 hectáreas  y una profundidad máxima de 76 metros. Su volumen total es de 1.971 millones de  con capacidad de generar 540 megavatios.



La energía en la Central Hidroeléctrica de Betania se genera a través del aprovechamiento del potencial hidráulico del río Magdalena. El agua almacenada en el embalse de la represa es liberada controladamente a través de conductos forzados hacia las turbinas. 

Cuando el agua fluye a través de las turbinas, estas se ponen en movimiento y activan los generadores, los cuales convierten la energía mecánica en energía eléctrica. Esta electricidad generada es luego transportada a través de líneas de transmisión hasta los centros de consumo y distribución.












domingo, 26 de mayo de 2024

Laboratorio: Obtención de bioetanol a partir del proceso de destilación simple

 

Introducción


El ser humano, a medida que va desarrollando nuevas tecnologías, ha tenido que desarrollar nuevos combustibles para poder hacer funcionar dichas maquinarias. En el siglo XVIII con la Revolución Industrial el carbón recobró una nueva función para darle movilidad a las grandes maquinarias y por consiguiente las industrias, el libre mercado fomentó la cultura de la innovación tecnológica haciendo equipos cada vez más funcionales y eficaces, lo que nos lleva a los inicios del siglo XX con el boom del petróleo, esta industria que consiste en la extracción de hidrocarburos que se encuentran a profundidades bajo suelos son los que se usan actualmente para el trabajo de motores en carros, motos, aviones, entre otros. En contraparte, los niveles de contaminación a nivel se evidencia en constante crecimiento, por lo que se encuentra una relación proporcional entre progreso tecnológico y contaminación. Para mitigar los contaminantes que se están generando de manera global distintas investigaciones han apuntado a nueva tendencias y prácticas menos perjudiciales, sin embargo, el uso de hidrocarburos se ha vuelto una necesidad inalienable en el día a día, por lo que han emergido alguna soluciones como lo es el biocombustible. En este caso se hablará del alcohol carburante, producto derivado de fuentes biológicas como el maíz, caña de azúcar o como se trabajará en el presente documento residuos de cáscara y fibra de limón y naranja. El producto mencionado anteriormente ha sido una alternativa al uso parcial de combustibles fósiles, ya que posibilita hacer una solución entre hidrocarburo y bioetanol. De manera somera, la producción de biocombustible a partir de productos orgánicos se da por un proceso de fermentación por medio de la transformación de azúcares y ácidos para conseguir alcohol, para purificar los lixiviados producidos en la fermentación es necesario separar el alcohol de otras sustancias como lo es el agua, para ellos es necesario hacer una destilación simple. 


Materiales 

  • Biomasa (Naranja y limón fermentado)

  • Mechero 

  • Balón de destilación

  • Pesa

  • Vaso de precipitado

  • Termómetro 

  • 2 Soportes universales 

  • 2 Nuez

  • 3 abrazaderas 

  • Adaptador de tres vías 

  • Trípode 

  • Malla 

  • Condensador 

  • Matraz 

  • Gorro

  • Gafas de seguridad 

  • Guantes quirúrgicos 

  • Bata 

  • Bayetilla 


Objetivos 


General


  • Obtener bioetanol a partir de cáscaras de naranja y limón utilizando el proceso de destilación simple para comprender la importancia de este biocombustible renovable. 


Específicos


  • Comprender cómo se realiza la fermentación de las cáscaras de naranjas y limones para producir bioetanol.
  • Aplicar los pasos básicos del proceso de destilación simple para separar el bioetanol de la mezcla fermentada. 
  • Reconocer la relevancia del bioetanol como una alternativa sostenible a los combustibles fósiles, especialmente cuando se produce a partir de residuos agrícolas como las cáscaras de naranja y limón. 

Marco teórico


Biomasa: La biomasa es una fuente de energía verde que puede contribuir a reducir la huella de carbono, ya que es neutra en emisiones de CO₂ y no incrementa el efecto invernadero. Esta misma se obtiene a partir de materia orgánica, de origen vegetal o animal.


La obtención de energía a partir de la biomasa se puede realizarse a través de varios métodos, dependiendo del tipo de material y el uso final de la energía. Algunos de los métodos más comunes incluyen: 


Combustión directa: La forma más sencilla de aprovechamiento, donde la biomasa se quema directamente para producir calor.


Gasificación: Consiste en transformar la biomasa en un gas combustible (gas de síntesis) mediante su calentamiento a altas temperaturas en presencia de una cantidad limitada de oxígeno.


Fermentación: Es un proceso biológico que convierte los azúcares presentes en la biomasa en alcohol (etanol). Este método es comúnmente utilizado para producir biocombustibles líquidos


Digestión anaeróbica: Se utiliza para tratar residuos orgánicos, especialmente excrementos de animales y residuos urbanos, en un ambiente sin oxígeno. Este proceso produce biogás, una mezcla de metano y dióxido de carbono, que puede ser utilizado como combustible.


Pirólisis: Es el calentamiento de la biomasa en ausencia de oxígeno, lo que produce una mezcla de gases, líquidos (bio-aceite) y carbón (biochar).


Destilación simple: Es un procedimiento en el que los vapores producidos de un líquido son llevados directamente a un condensador, dentro del cual baja la temperatura de los vapores y se produce su condensación.

Se usa para separar un componente volátil de los componentes no volátiles presentes en un líquido. También se emplea para la separación de dos líquidos presentes en una disolución con puntos de ebullición muy diferentes.


Metodología


Preparación de la materia prima:


Para la producción de la biomasa se hizo uso de limón y naranja obtenido en la plaza de mercado Corabastos en Bogotá, dicha materia se encontraba en los puntos de desechos y también en el suelo en los puntos de descarga en dicho punto de comercio, en un intento previo cáscaras de naranja se habían recolectado en puntos de producción de jugo de naranja en la zona barrial de Escocia en la localización de Bosa. 

Las cáscaras de naranja inicialmente se habían cortado a tamaños aproximados de 5 cm² con un peso de 469,56 g por una semana, sin embargo, esto no produjo lixiviado ni, por lo tanto, una fermentación significativa. Dado lo anterior se trató una biomasa complementaria, la cual se usó las cáscaras iniciales de naranja, nuevas naranjas y limones, estos tres elementos fueron pasados por licuadora para volver la materia los más fina posible, posterior a ello se adiciona vinagre y levadura, en la tabla 1 se ven en qué proporciones de los elementos usados. La mezcla se dispuso en un recipiente de vidrio, el cual cuenta con tapa para mantener una fermentación anaeróbica; sin embargo, como el fermento genera gases y por consiguiente presión dentro del recipiente, este se ha abierto dos veces para reducir dicha presión. La biomasa se puso a fermentar el 22/3/2024 y se espera dar uso el 5/4/2024 (dos semanas). El recipiente se deja en temperatura ambiente ≈16°C  con exposición a 12 horas de luz natural y 12 horas de oscuridad.      


 

Peso en g

Porcentaje 

Biomasa

Limón

648,44

40,68%

Cáscara de naranja fermentada

469,56

29,46%

Naranja

359

22,52%

Vinagres

113

7,09%

Levadura

4

0,25%

Total biomasa 

1594

100%

Tarro

522

-------

Biomasa + Tarro

2116


Tabla 1
elementos usados para el fermento y sus cantidades 

Fuente propia 



1- Corta las cáscaras de naranja y limón en trozos pequeños y colócalas en un matraz Erlenmeyer


2-Agrega agua, azúcar y levadura a las cáscaras en proporciones adecuadas.


3-Tapona el matraz con un tapón para permitir la liberación de gases.


4-Deja que la solución fermente durante varios días en un lugar cálido y oscuro hasta que la fermentación esté completa.


5-Tomar el fermento y pasarlo por un colador para que en otro recipiente caiga el líquido sin residuos 


6- Tomaremos un vaso precipitado y lo pondremos en la balanza para pesar  sin el líquido, luego llenamos el vaso precipitado con el líquido y lo pesamos.


Destilación:




1- verter la solución fermentada en el balón de destilación, esta debe quedar un poco menos de la mitad del balón para que sed pueda generar correctamente el proceso.


2-Coloca el balón de destilación en la placa calefactora o sobre un mechero.


3-Coloca el termómetro en el balón de destilación de manera que la punta esté sumergida en la solución, pero sin tocar el fondo.


4-Calienta suavemente la solución hasta que comience a hervir.


5-Observa la temperatura en el termómetro. La temperatura se mantendrá constante mientras haya líquido en el matraz.


6-El Gas pasará por el condensador, lo que hará que se condense y pase ha estado líquido    


7-Recolecta el destilado en un matraz limpio a medida que se condensa. El primer destilado será agua, así que deséchalo.


8-Continúa recolectando el destilado a medida que la temperatura aumenta. El bioetanol se evapora antes que el agua.


9-Detenga la destilación cuando la temperatura cambie drásticamente o si el matraz de destilación está casi vacío.


10-Mide la cantidad de bioetanol recolectado.


Analisis




Destilación fraccionada 

emplea multiples ciclos de vaporización-condensación y se utiliza para separar componentes líquidos en los que su punto de ebullición difieren en menos de 25 ºC. Cada uno de los componentes a separar se denominan fracción. El montaje es análogo a la destilación simple, con la diferencia que entre el matraz de fondo redondo y la cabeza de destilación, se inserta una columna de rectificación (puede presentar deferentes tipos de diseño: columna vigreux, columna de relleno, etc .). Esta columna de rectificación generalmente se llena con perlas de vidrio o lana metálica, lo que proporciona una gran superficie para que el líquido se condense y se vuelva a evaporar varias veces de pendiendo del diseño.

Montaje 

  • La la pinza y la nuez se fijan a la rejilla del laboratorio, en el la mesa o campana extractora.
  • El matraz de fondo redondo se coloca sobre una placa de calefacción, ajustando una pinza al cuello y a la rejilla.
  • Se monta la columna vigreux en el cuello del matraz de fondo redondo y se asegura con una pinza y nuez a la rejilla.
  • Se coloca la cabeza de destilación sobre la columna vigreux, con un termómetro con su adaptador regulando la altura del bulbo.
  • Con otra pinza y nuez al enrejado se ajusta el refrigerante recto a la cabeza de destilación, y los extremos del condensador que unen la cabeza y cola de destilación se aseguran con dos clips (uno a cada extremo).
  • Se conectan las tomas de agua del refrigerante de manera que el agua fluya desde la extremo inferior hacia la cabeza de destilación (extremo superior).
  • Coloque un Erlenmeyer como colector debajo del adaptador de destilación, la altura se puede regular con el uso de un elevador.




         


Analisis

                                          



holi

Taller 4. Rellenos Sanitarios

1. ¿Qué es un relleno sanitario? Un relleno sanitario es una infraestructura diseñada para la disposición final de residuos sólidos municipa...