Avances en Ciencias e Ingenieria Vol. 4 nro 3 año 2013 Articulo 5

METODOLOGÍA PARA EL DISEÑO ÓPTIMO DE EVAPORADORES DE PELÍCULA DESCENDENTE

AN APPROACH FOR OPTIMAL DESIGN IN FALLING-FILM EVAPORATORS


Christian O. Díaz-Ovalle1*, Emmanuel Galván-Ángeles1, Erika Ramos-Ojeda2, Florianne Castillo-Borja3 Instituto Tecnológico de Roque, (1) Departamento de Ingenierías, (2) Departamento de Ciencias Básicas, Carretera Celaya-Juventino Rosas Km 8, Celaya, Guanajuato, CP 38110 – México (3) Instituto Tecnológico de Aguascalientes, Departamento de Ingeniería Química, Av. Adolfo López Mateos 1801 Ote., Aguascalientes, Aguascalientes, CP20256 – México
Resumen

En este trabajo se presenta un modelo como una forma de solución del problema en base a las especificaciones geométricas de los evaporadores de película descendente. El modelo incluye balances de masa y energía en una forma general para cualquier secuencia; y, correlaciones de transferencia de calor para el cálculo del área de transferencia de calor. Así, el diseño óptimo es posible considerando el costo de los tubos en la longitud, diámetro y costo de energía. El problema es formulado como MINLP para minimizar el costo total al seleccionar un diámetro óptimo. Los resultados muestran una aceptable aplicación sobre un proceso real.

Abstract

In this work a model is presented as an alternative way to solve the problem through defining the geometric specification in falling film evaporators. The model involves mass and energy balances in a general way for any sequence, and the heat transfer correlations for computing the heat transfer area. Thus, an optimal design is possible by considering the tube cost due the length and diameter, and the energy cost. The problem is formulated as MINLP to minimize the total cost by selecting an optimal diameter. The results show a successfully applicability of the approach based on the comparison with a real process.

Palabras clave: evaporación; optimización MINLP; diseño de evaporadores; transferencia de calor Keywords: evaporation; MINLP optimization; evaporator design; heat transfer

Avances en Ciencias e Ingenieria Vol. 4 nro 3 año 2013 Articulo 4

CONDUCTIVIDAD Y PERCOLACION DE UN MATERIAL COMPUESTO: OXIDO MAGNETICO-POLIANILINA

CONDUCTIVITY AND PERCOLATION IN COMPOSITES: MAGNETIC OXIDE-POLYANILINE


Juan C. Aphesteguy1, Silvia E. Jacobo1 (1) Universidad de Buenos Aires, Facultad de Ingeniería, Departamento de Química, Laboratorio LAFMACEL- INTECIN, Av. Paseo Colón 850, (1063) Buenos Aires – Argentina
Resumen

El objetivo de este trabajo es estudiar la conductividad de un material compuesto (óxido de hierro /polianilina) a fin de determinar la relación mínima entre sus componentes que mantiene la interconexión entre las partículas de polianilina. Para ello se prepararon por mezcla sólida, sistemas formados por polianilina (en su forma básica, no conductora, emeraldina) dopada con ácido canforsulfónico (CSA) y un óxido de hierro magnético (FexOy) (parcialmente encapsulado en polianilina). Los polvos fueron compactados a 1,3.103 MPa. Se estudió la conductividad del sistema en función de la fracción en volumen (P) del óxido incluido. Se determinó, para las condiciones experimentales establecidas, una fracción de percolación Pc = 0,131 (38,6 % m/m FexOy) a 300K. Los resultados experimentales indicaron que la conductividad presenta un comportamiento crítico no universal que se interpretó empleando el modelo de Kusy.

Abstract

The objective of this work is to study the conductivity of a composite material (iron oxide /polyaniline) in order to determine the minimum ratio that keeps the interconnection between polyaniline particles. For this purpose, systems formed by polyaniline (in its not conductive form: emeraldine) doped with camphorsulfonic acid (CSA) and a magnetic iron oxide (FexOy), (partially encapsulated in polyaniline were prepared by solid mixture. Powders were compacted to 1.3 103 MPa. The conductivity of the system as a function of the magnetic iron oxide (P) volume fraction was studied. It was determined, in these experimental conditions, a percolative fraction Pc = 0.131 (38,6 % w/w FexOy) at 300 K. Experimental results indicated that the conductivity present a non-universal critical behavior. These results were analyzed by the Kusy model.

Palabras clave: percolación; conductividad; magnetita; polianilina Keywords: percolation; conductivity; magnetite; polyaniline

Avances en Ciencias e Ingenieria Vol. 4 nro 3 año 2013 Articulo 3

DETERMINACIÓN DE SODIO, CALCIO Y COBRE EN VINOS URUGUAYOS Y ESTUDIO DE LA RELACIÓN DE ESTOS ELEMENTOS CON EL TIPO DE VINO

DETERMINATION OF SODIUM, CALCIUM AND COPPER IN URUGUAYAN WINES AND STUDY OF THE RELATIONSHIP OF THESE ELEMENTS TO THE TYPE OF WINE


Pablo González1, Víctor Prieto-Hernández2, Mariela Pistón1* (1) Universidad de la República, Facultad de Química, Departamento «Estrella Campos», Cátedra de Química Analítica, Av. Gral. Flores 2124,  11800 Montevideo – Uruguay (2) Universidad de la República, Facultad de Agronomía, Departamento de Biometría, Estadística y Computación, Av. Garzón 780, 12900 Montevideo – Uruguay
Resumen

Se realizó la determinación de sodio, calcio y cobre en 45 muestras de vinos Uruguayos, con el fin de evaluar si cumplen con los requisitos de la normativa de la región y, establecer si existe relación entre los niveles de estos elementos y el tipo de vino. Las determinaciones se realizaron mediante espectrometría de absorción atómica de llama. Se validó la metodología para determinar los 3 elementos mediante dilución directa. Se obtuvo las cifras de mérito linealidad, precisión, límites de detección, exactitud y efecto de interferencias. Los resultados indicaron que las cifras de mérito eran adecuadas y sin observarse efecto matriz. Todos los vinos analizados cumplieron con la reglamentación vigente para estos elementos según la normativa del MERCOSUR. La evaluación relación entre el contenido de estos metales y el tipo de vino se realizó mediante ANOVA; no se encontró relación con calcio y cobre mientras que para sodio podría haberla.

Abstract

The determination of sodium, calcium and copper in 45 samples of Uruguayan wines is presented to evaluate their compliance with the region’s regulatory requirements and to establish the relation between the levels of these elements and the type of wine. Measurements were performed using flame atomic absorption spectrometry. The methodology was validated for the determination of the 3 elements by direct dilution. The figures of merit linearity, precision, detection limit, accuracy and interference effect were obtained. The results indicated that the figures of merit were adequate and no matrix effect was found. All the analyzed wines complied with the regulations according to MERCOSUR regulations. The relationship between the content of these metals and the type of wine was performed by means of ANOVA; no correlation was found with calcium and copper, meanwhile for sodium, there is a possible association.

Palabras clave: calcio; cobre; sodio; vinos uruguayos Keywords: calcium; copper; sodium; Uruguayan wines

Avances en Ciencias e Ingenieria Vol. 4 nro 3 año 2013 Articulo 2

FORMULACIÓN DE UN ÍNDICE GLOBAL DE CALIDAD DE AGUAS RESIDUALES PARA RIEGO

FORMULATION OF A GLOBAL INDEX OF WASTEWATER QUALITY FOR IRRIGATION


Alba N. Ardila1*, Julio C. Saldarriaga2 (1) Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, Facultad de Ciencias Básicas Sociales y Humanas, Grupo de Investigación en Química Básica y Aplicada a Procesos Bioquímicos, Biotecnológicos y Ambientales, Apartado Aéreo 49-32, Medellín – Colombia (2) Universidad de Antioquia, Facultad de Ingeniería, Escuela Ambiental, Apartado Aéreo 1226, Medellín – Colombia
Resumen

Se formuló un Índice Global de Calidad de Aguas Residuales para Riego (IGCAR) como una herramienta para tomar decisiones prácticas y asertivas con el fin de destinar un agua residual como insumo vital para el sector agrícola. El IGCAR se obtuvo aplicando el método de promedio geométrico ponderado, que permitió ponderar las calidades obtenidas para los 34 parámetros de tipo fisicoquímico y microbiológico seleccionados, obteniéndose un resultado numérico entre 0 y 100, representando 100 la mejor calidad deseable para riego y 0 la peor calidad. El valor de 70 para el IGCAR corresponderá a la calidad mínima aceptable para usar un agua destinada a riego. Igualmente, se realizó una asignación de factores de ponderación según la importancia relativa del parámetro en la calidad resultante del agua para riego, los cuales varían entre uno y cuatro de mayor a menor importancia. Los 34 parámetros seleccionados se clasificaron en 17 básicos y en 17 complementarios.

Abstract

A Global Index of Quality of Wastewater to Irrigation (IGCAR) was formulated, as a tool for making practical and assertive decisions in order to the use wastewater as a vital input in the agricultural sector. The quality index was obtained using the average weighted geometric method, which allowed averaging the grades obtained for the 34 parameters physicochemical and microbiological selected, yielding a numerical score between 0 and 100, where 100 represents the best desirable quality for irrigation and zero, the worst. The value of 70 for the IGCAR corresponds to the minimum acceptable quality for a water use for irrigation. Likewise, it made an assignment of weights by the relative importance of the parameter in the resulting quality of irrigation water, which varies between one and four, from highest to lowest importance. The 34 parameters selected were classified into 17 basics and 17 supplementaries.

Palabras clave: índice de calidad de aguas; sector agrícola; riego; parámetros fisicoquímicos del agua Keywords: water quality index; agricultural sector; irrigation; water physicochemical parameters

 

Avances en Ciencias e Ingenieria Vol. 4 nro 3 año 2013 Articulo 1

EVALUACIÓN DE CAL, SULFATO E HIDROXICLORURO DE ALUMINIO EN LA COAGULACIÓN-FLOCULACIÓN DEL LIXIVIADO DEL RELLENO SANITARIO DE POZA RICA, VERACRUZ

EVALUATION OF CAL, SULFATE AND ALUMINUM CHLOROHYDRATE IN COAGULATION-FLOCCULATION LEACHATE LANDFILL POZA RICA, VERACRUZ


Israel Hernández1*, Ranulfo O. González1, Francisca Sandoval1, José L. Galván1, Raúl E. Contreras1,2 (1) Universidad Veracruzana, Facultad de Ciencias Químicas, Prolongación de la Ave. Venustiano Carranza, C.P. 552, Zona Poza Rica, Tuxpan, Veracruz – México (2) Instituto Tecnológico de Ciudad Madero, División de Estudios de Posgrado, J. Rosas y J. Uruerta s/n, Col. Los mangos, Cd. Madero, Tamaulipas – México
Resumen

En el presente artículo se reporta el proceso de clarificación del lixiviado de un basurero de la Ciudad de Poza Rica de Hidalgo, Veracruz, con este fin se utilizó como coagulantes óxido de calcio, sulfato e hidroxicloruro de aluminio. El CaO no presentó capacidad floculante para el lixiviado tratado bajo ninguna de las condiciones ensayadas. El Al2(SO4)3 mostró buena actividad floculante al tratar el lixiviado obteniéndose 0.97 NTU en el índice de turbidez con 2250 ppm del sulfato de aluminio, por la elevada cantidad de floculante el proceso caro; por otra parte, la floculación de los sólidos suspendidos en el lixiviado se logró una mayor extensión empleando 1.5 ppm de Al2(OH)5Cl2*5H2O obteniendo un índice de turbidez de 0.83 NTU, con pH de 7.63.

Abstract

This paper reports the process of clarification of a landfill leachate in City Poza Rica de Hidalgo, Veracruz; for this purpose it was used as coagulants oxide, calcium sulfate and aluminum chlorohydrate. The CaO did not present flocculant capacity for leachating treated under any of the conditions tested. The Al2(SO4)3 showed good flocculant activity when treating the leachate obtained in the index 0.97 NTU turbidity with 2250 ppm of aluminum sulfate due to the high amount of expensive process flocculant; on the other hand, flocculation of suspended solids in the leachate was achieved to a greater extent using 1.5 ppm of Al2(OH)5Cl2*5H2O, obtaining an index of 0.83 NTU turbidity, pH 7.63.

Palabras clave: lixiviado; coagulación-floculación; sulfato de aluminio; hidroxicloruro de aluminio Keywords: leachate landfill; coagulation-flocculation; aluminum sulphate; aluminum chlorohydrate

Avances en Ciencias e Ingenieria Vol. 4 nro 3 año 2013

VOL 4 N°3 2013

Teoría/Aplicación (Theory/Application)


1. Evaluación de cal, sulfato e hidroxicloruro de aluminio en la coagulación-floculación del lixiviado del relleno sanitario de Poza Rica, Veracruz. Evaluation of cal, sulfate and aluminun chlorohydrate in coagulation-flocculation leachate landfill Poza Rica, Veracruz. Israel Hernández, Ranulfo O. González, Francisca Sandoval, José L. Galván, Raúl E. Contreras (pp. 1-10)


2. Formulación de un índice global de calidad de aguas residuales para riego. Formulation of a global index of wastewater quality for irrigation. Alba N. Ardila, Julio C. Saldarriaga (pp. 11-26)


3. Determinación de sodio, calcio y cobre en vinos Uruguayos y estudio de la relación de estos elementos con el tipo de vino. Determination of sodium, calcium and copper in Uruguayan wines and study of the relationship of these elements to the type of wine. Pablo González, Víctor Prieto-Hernández, Mariela Pistón (pp. 27-35)


4. Conductividad y percolación de un material compuesto: óxido magnético-polianilina. Conductivity and percolation in composites: magnetic oxide-polyaniline. Juan C. Aphesteguy, Silvia E. Jacobo (pp. 37-48)


5. Metodología para el diseño óptimo de evaporadores de película descendente. An approach for optimal design in falling-flim evaporators. Christian O. Díaz-Ovalle, Emmanuel Galván-Ángeles, Erika Ramos-Ojeda, Florianne Castillo-Borja (pp. 49-61)


Enseñanza/Docencia (Education/Teaching)


6. Estudio de un caso: la deserción de estudiantes de primer año en la Escuela de Química de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ). A study case: first-year student evasion in Chemistry School of Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ). Márcia Valladão, Daniel Pomeroy, Andréa Salgado (pp. 63-72)


7. Análisis de las opiniones vertidas en una encuesta por estudiantes de ciencias agrarias y forestales, y su empleo en la autoevaluación de un curso de química orgánica. Analysis of the opinion of students of agricultural and foresty sciences given in a survey, and their application to the self-assessment of an organic chemistry course. María E. Pérez, Diego M. Ruiz, Andrea Amaro, Celina Guiles, Gustavo Romanelli, Juan C. Autino (pp. 73-83)


8. Diseño de una herramienta útil para detectar tempranamente alumnos con dificultades en el aprendizaje de conceptos de química. Designing a useful tool for early detection of students with learning difficulties in chemical concepts. Alejandra V. Quiroga, María M. Biglieri, Claudio F. Cerruti (pp. 85-93)


9. Propuesta didáctica para las experiencias de laboratorio de física en la carrera de agronomía. Didactic design for the physics laboratory experiences in the agronomy career. Marta A. Losada, Claudia M. Giletto, María N. Cassino, Sandra E. Silva (pp. 95-102)


10. Aprendizajes logrados por alumnos en un curso de física. Achieved learning by students in a physics course. Susana Meza, Zulma Ibarra, Silva Rodríguez, María Yfran, Mario Cleva, Fabiana Espasandin (pp. 103-110

Avances en Ciencias e Ingenieria Vol. 4 nro 2 año 2013 Articulo 12

LOS FUTUROS DOCENTES Y SUS REPRESENTACIONES DE LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS

FUTURE TEACHERS AND THEIR REPRESENTATIONS OF SCIENCE TEACHING


Claudia A. Mazzitelli1 (1) Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y Universidad Nacional de San Juan, Av. Ignacio de la Roza 230 (oeste), Capital (5400) San Juan – Argentina
Resumen

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos en un estudio realizado, en el marco de la teoría de las representaciones sociales, con estudiantes de pedagogía en Física y en Química de la Universidad Nacional de San Juan (Argentina), con el objetivo de identificar y analizar la estructura y el contenido de sus representaciones sobre la enseñanza de las Ciencias. Para esto se implementó una técnica de evocación y de jerarquización. De los resultados obtenidos se puede inferir la necesidad de favorecer a lo largo de toda la formación docente inicial una visión amplia e integrada de la enseñanza de las Ciencias. En tal sentido, actualmente se están comenzando a realizar acciones conjuntas e interdisciplinarias con los docentes formadores a fin de promover cambios durante la formación inicial que contribuyan con la superación de la problemática de la enseñanza y el aprendizaje de las Ciencias Naturales.

Abstract

This work presents the results obtained from a study, framed in the theory of social representations, carried out with future teachers of Physics and Chemistry at Universidad Nacional de San Juan (Argentina). It aims to identify and analyze the structure and content of their representations on Science teaching, by implementing a technique of evocation and hierarchy. Findings suggest the need of favouring a wide and integral perspective of Science teaching during the initial teacher training stage. To this end, some interdisciplinary, joint actions are being taken by teaching trainers, in order to promote changes during this stage that contribute to overcome the problems related to the teaching and learning of Natural Sciences.

Palabras clave: representaciones sociales; formación docente inicial; enseñanza de las ciencias; problemática educativa Keywords: social representations; initial teacher training; science teaching; educational problems

 

Avances en Ciencias e Ingenieria Vol. 4 nro 2 año 2013 Articulo 11

EVALUACIÓN DE LA IMPORTANCIA DE LA PRÁCTICA DE BIOSEGURIDAD EN PROGRAMAS DE PREGRADO Y POSGRADO EN LA UNIVERSIDAD FEDERAL DE RIO DE JANEIRO Y OTRAS UNIVERSIDADES BRASILEÑAS

EVALUATION OF IMPORTANCE OF PRACTICE ON BIOSAFETY IN GRADUATE AND POST-GRADUATE PROGRAMS OF THE FEDERAL UNIVERSITY OF RIO DE JANEIRO AND OTHER BRAZILIAN UNIVERSITIES


Roberta Busnardo1, Márcia Valladão2, Daniel Pomeroy2, Maria A. Gimenes1, Andréa Salgado1 Universidad Federal de Rio de Janeiro, (1) Departamento de Ingeniería Bioquímica, (2) Escuela de Química, Avenida Athos da Silveira Ramos no. 149, Ilha do Fundão – Cidade Universitária, Rio de Janeiro, RJ – Brasil
Resumen

El objetivo del presente estudio es investigar los aspectos relacionados con bioseguridad a nivel académico en las universidades brasileras. La bioseguridad está directamente relacionada con el control y minimización de riesgos, los cuales deben ser considerados por los estudiantes en las prácticas de laboratorio. En la metodología aplicada se realizó la búsqueda de cursos relacionados con bioseguridad en los sitios Web de las universidades, con el fin de tener una visión general de los aspectos de Bioseguridad incluidos en los programas de pregrado y posgrado. Como conclusión se observó la ausencia de temas de Bioseguridad en los currículos de los programas de pregrado y también se evidenció que en la mayoría de tesis de grado el aspecto de Bioseguridad solo es tomado desde el marco legal en los temas de estudio poco explorados. .

Abstract

This study aimed to investigate aspects related to biosafety, in an academic context, in Brazilian universities. Biosecurity is directly related to the control and minimization of risks, which must be considered by the students in the laboratory practices. The methodology applied involved a search for specific web sites giving an overview of biosafety in Brazilian undergraduate and postgraduate. As a conclusion of the work, it was noticed the absence of biosafety issues in the curricula of undergraduate and postgraduate; these mostly lie in the area of law that owed legislation, it is one of the first points when the topic studied is underexplored.

Palabras clave: actividades educativas; bioseguridad; medio ambiente; riesgos Keywords: educational activities; biosecurity; environment; risk

 

Avances en Ciencias e Ingenieria Vol. 4 nro 2 año 2013 Articulo 10

USO DE INDICADORES VERDES PARA EVALUAR CUÁN LIMPIO ES UN PROCESO EN SU SÍNTESIS TRADICIONAL VS LA SÍNTESIS TRIBOQUÍMICA Y EN MICROESCALA

USE OF INDICATORS GREEN TO EVALUATE HOW CLEAN IS A PROCESS IN TRADITIONAL SYNTHESIS VS TRIBOCHEMICAL SYNTHESIS IN MICROSCALE


Lilia Fernández-Sánchez1*, María de la Luz Soto-Téllez1, Leonardo Hernández-Martínez1 1) Universidad Autónoma Metropolitana, unidad Azcapotzalco, División de Ciencias Básicas, Departamento de Ciencias Básicas, Área de Química Aplicada, Av. San Pablo No. 180, Col. Reynosa Tamaulipas, 02200 México, D.F. – México
Resumen

El problema ambiental debido al desarrollo no sostenible lleva a los docentes a educar en la construcción de la sostenibilidad, con el fin de formar profesionales comprometidos con su medio y la sociedad. La literatura reporta una herramienta útil para este propósito, se vale de los principios de la química verde que aplicable a un proceso, le dan categoría de qué tan verde es. Este trabajo analiza un clásico de química orgánica, la reacción de Cannizzaro: en A) su proceso tradicional y en B) triboquímicamente, en microescala y con una química analítica verde. La evaluación se realizó con la suma de las categorías numéricas de los principios verdes de cada paso de su diagrama de flujo entre el número de principios analizados, dando como resultado que el proceso A) esté en una categoría de transición gris a verde y el proceso triboquímico B) esté en una categoría de un gran acercamiento verde.

Abstract

The environmental problem due to unsustainable development leads teachers to educate in developing sustainability and to prepare professionals involved with the environment and society. The literature reports a useful tool for this purpose, uses the principles of green chemistry, which apply to a process, gives category of how green this is. This paper analyzes a classic organic chemistry, the Cannizzaro reaction: in A) the traditional process and in B) tribochemically, in microscale and with a green analytical chemistry. The evaluation was made with the sum of numerical categories from green principles of each step of the flowchart, between the number of principles discussed, with the result that the process A) is in a category of transition gray to green and tribochemical process B) is in a category of a large green approach.

Palabras clave: educación; química analítica verde; triboquímica; microescala Keywords: education; green analytical chemistry; tribochemical; microscale

Avances en Ciencias e Ingenieria Vol. 4 nro 2 año 2013 Articulo 9

SITUACIÓN-PROBLEMA (SP) COMO ESTRATEGIA DIDÁCTICA EN LA ENSEÑANZA DEL ENLACE QUÍMICO: CONTEXTOS DE UNA INVESTIGACIÓN

PROBLEM SITUATION AS DIDACTIC STRATEGY IN THE CHEMICAL BOND TEACHING: RESEARCH CONTEXTS


Lucas dos S. Fernandes1 y Angela F. Campos1 (1) Universidade Federal Rural de Pernambuco, Departamento de Química, Av. Dom Manoel de Medeiros s/n, Dois Irmãos, Recife-Brasil
Resumen

En este estudio se investiga la comprensión del enlace químico por parte de los alumnos de Licenciatura en Química aplicando una estrategia docente basada en el planteamiento de una situación-problema (SP). La metodología requiere lo siguientes: la elaboración de una situación-problema; instrumentos didácticos, a saber, vídeos, simulación por computador y confección manual de estructuras cristalinas usando esferas de polexpan y palillos. Al término de la intervención didáctica los estudiantes, en grupo, registran por escrito sus impresiones sobre la SP. La estrategia SP mostró su potencial, tanto para la formación del concepto de enlace químico, como para el desarrollo de actitudes en los estudiantes como el interés, la participación y el respeto por los compañeros y el profesor.

Abstract

This paper reports the understanding of chemical bonding by students of Bachellor degree in Chemistry exposed to a situation-problem (SP) teaching approach. The methodology involved: development of a problem situation, educational tools, namely video, computer simulation and manual preparation of crystal structures from polexpan balls and sticks. After the educational intervention, groups of students recorded in writing their views on the SP. The SP strategy showed its potential for both, the formation of the concept of chemical bonding, as well as for developing students’ attitudes and interest, participation and respect for colleagues and teacher.

Palabras clave: situación-problema; enlace químico; enseñanza superior; instrumentos didácticos Keywords: problem situation; chemical bond; higher education; educational tools