Ciencias Exactas y Ciencias de la Salud
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11285/551039
Pertenecen a esta colección Tesis y Trabajos de grado de las Maestrías correspondientes a las Escuelas de Ingeniería y Ciencias así como a Medicina y Ciencias de la Salud.
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- Kinetic modeling of the photocatalytic degradation of acetaminophen and its main transformation product using TiO2 nanotubes(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2021-06-15) Delgado Juárez, Jocelin Alí; LOPEZ ZAVALA, MIGUEL ANGEL; 37056; López Zavala, Miguel Ángel; emipsanchez/puemcuervo; García Orozco, Jorge Humberto; Monarrez Cordero, Blanca Elizabeth; School of Engineering and Sciences; Campus MonterreyIn this study, a kinetic model of the heterogeneous photocatalytic degradation of acetaminophen (APAP) and its main transformation product is presented. The mechanistically kinetic model incorporated the modeling of the radiation field in the reactor with a Monte Carlo simulation. Experiments were carried out in a reactor operated in batch mode, with the use of TiO2 nanotubes as photocatalyst and an irradiation at 254 nm (UVC). Kinetic parameters were estimated from the experiments by applying a non-linear regression procedure. Later, the intrinsic expressions to represent the kinetics of APAP and its main transformation product were derived. The predicted results of the kinetic model show a concordance with the experimental data, however, experimental results showed that most of the APAP degradation was due to a photolytic process and not due to a photocatalytic process. Since the photolytic process was not incorporated into the model, it is necessary to adjust the proposed kinetic model for incorporating photolytic radiation; or the proposed model could be adjusted for the evaluation of the photocatalytic degradation of another drug that does not have photolysis under UVC.
- Evaluation of the external resistance, graphite and modified graphene as electrodes in microbial fuel cells for the improvement of wastewater treatment and power generation(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2021-06-15) Cámara Gutiérrez, Iris Cassandra; LOPEZ ZAVALA, MIGUEL ANGEL; 37056; López Zavala, Miguel Ángel; emipsanchez/puemcuervo; Montesinos Castellanos, Alejandro; Monárrez Cordero, Blanca Elizabeth; García Orozco, Jorge Humberto; School of Engineering and Sciences; Campus MonterreyCurrently, the constant increase of population and its not sustainable consumption has caused the depletion of water and actual sources of energy are not bast enough to meet the growing necessities. A proposed solution that tackles these problems resides in the application of renewable energy processes, such as the production of bioenergy through the treatment of wastewater by electrogenic bacteria in microbial fuel cells. This document presents the results of the thesis research, to obtain the degree of Master of Science in Engineering with a specialty on clean energy and sustainable water use. The objective of this work was to evaluate the external resistant and electrode materials (graphite and modified graphene) in a dual chamber microbial fuel cell for improving the wastewater treatment and electricity generation. Through this investigation, different external resistances and two electrode materials were evaluated. The results obtained allow to identify the combination of operating conditions that give the best performance. A 10-fold increase in power output and a 20-fold increase in coulombic efficiency were obtained. This study shows a cost-effective way to improve power generation in microbial fuel cells, contributing to offering new clean renewable energy sources.
- Paraquat degradation by electrochemical oxidation in surface water: mathematical modeling(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2021-06) Valle Verduzco, Jorge Luis; López Zavala, Miguel Ángel; dnbsrp; García Orozco, Jorge Humberto; Monárrez Cordero, Blanca Elizabeth; School of Engineering and Sciences; Campus MonterreyToday’s society must face a series of challenges to ensure continuous survival. In addition, agriculture is one of the main activities in rural areas. In some cases, this is the only possible activity in the economy of these regions and, therefore, the only engine of growth. Pesticides are agents that protect crops from pests and diseases. Paraquat (1,1’-dimethyl-4,4’-bipyridinium dichloride) is a non-selective, contact broad- spectrum herbicide that has been widely used as an herbicide for decades. Paraquat poisoning has a high mortality rate. Several methods have been investigated to remove paraquat from aquatic environments. Currently, adsorption and degradation are the two main methods to remove/reduce paraquat. Solutions of paraquat dichloride tetrahydrate (100%, AccuStandard) were prepared with surface water (“Rodrigo Gomez” dam) with a concentration of 13 mg/L, 14 mg/L and 15 mg/L. Initial pH (8.2) of the solutions was adjusted to 3, 7 and 9. Then, electrochemical oxidation of samples of each solution was conducted at DC densities of 16.29 mA/cm2 (6.5 V), 30 mA/cm2 (12 V) and 60 mA/cm2 (24 V). The reaction times were 1, 2.5, 5, 7.5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 and 60 minutes. Paraquat and their transformation products (TP) were analyzed by HPLC using an Agilent 1260 HPLC-DAD equipment (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA) with a reverse phase Zorbax Eclipse XDB C-18 column with dimensions of 150 x 4.6 mm and 5 µm diameter spherical particles (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA). All samples were filtered using 0.45µm polytetrafluoroethylene syringe filters before analysis. For the mathematical modeling of paraquat degradation, four scenarios were proposed. The first scenario was anodic oxidation with active electrodes with active hydroxyl radicals, the second scenario was with active chlorine species at pH < 3 with Cl2 (gas), the third scenario was with active chlorine species at 3 < pH < 8 with HClO as oxidant, and the fourth scenario was with active chlorine species at pH > 8 with ClO-. At pH 3 was the only treatment that completely degraded paraquat within 60 minutes since pH 7 and pH 9 did not show complete degradation of the herbicide. From the experiments carried out, the current density of 30 mA/cm2 at pH < 3 was the one that showed the best degradation. The validation of the mathematical model, at a current density of 30 mA/cm2, resulted in a correlation of 94% of paraquat degradation and 95% of Cl2 production (pH < 3). The formulation of ordinary differential equations facilitated the modeling.
- Determinación de Perfiles de Emisión de Compuestos Orgánicos Volatiles de Fuentes Móviles a Partir de Mediciones en el Túnel de la Loma Larga del área Metropolitana de Monterrey-Edición Única(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2009-12-01) Araizaga Esquivel, Alejandro Eliud; López Zavala, Miguel Ángel; Loyo Rosales, Jorge Eduardo; Parra Saldívar, Roberto; Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey; Acevedo Mascarúa, Joaquín
- Adaptación y aplicación de un índice de calidad del agua armonizado (ICCA)(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2009-12-01) Calderón Zúñiga, Humberto; López Zavala, Miguel Ángel; Mendoza Domínguez, Alberto; Mahlknecht, Jürgen; García Orozco, Jorge Humberto; Programa de Graduados en Ingeniería; División de Ingeniería y Arquitectura; Campus MonterreyExisten diferentes métodos para determinar la calidad del agua, pero todos parten de la caracterización del agua de los análisis de las muestras en laboratorio. Estos análisis incluyen parámetros microbiológicos, fisicoquímicos, metales pesados y pesticidas. Teniendo la caracterización del agua, tenemos todos los datos de entrada para determinar la calidad del agua. Existen metodologías que únicamente utilizan parámetros microbiológicos y fisicoquímicos, dejando una gran incertidumbre por no evaluar otros parámetros de interés para el uso del agua como pueden ser algunos metales pesados y pesticidas, inclusive en ocasiones no se toman en cuenta todos los parámetros fisicoquímicos necesarios. La metodología más utilizada en el mundo es la del índice de Calidad del Agua Geométrico (ICAG). En esta metodología ya se tienen establecidos 2 parámetros microbiológicos y 13 parámetros fisicoquímicos para la evaluación. Estos parámetros fueron seleccionados por un panel de expertos quienes a su vez también jerarquizaron los parámetros y les otorgaron un peso específico. Se utiliza la misma lista de parámetros para determinar la calidad del agua para cualquier uso, así como los mismos pesos específicos y límites permisibles, variando únicamente la escala para los resultados. El índice de Calidad del Agua Armonizado (ICAA) se obtiene mediante una metodología muy flexible que permite determinar la calidad del agua permitiendo que el interesado decida: los parámetros de cualquier tipo a evaluar, los límites permisibles de los parámetros y las repeticiones de cada monitoreo según el uso que dedica emplearle a la fuente de agua. Se llevó a cabo un estudio de caso en el Estado de Colima, evaluando la calidad de sus principales ríos, mostrando los alcances y la flexibilidad del ICAA. Para el cálculo de los resultados se elaboró un programa de cómputo en la plataforma de Microsoft Office Excel 2007.
- Sistema integral de saneamiento ecológico: Una alternativa holística para abastecimiento de agua y saneamiento básico de las poblaciones rurales-Edición Única(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2008-05-01) Azuela Gutiérrez, José Antonio; López Zavala, Miguel Ángel; Torres Reyes, Ernestina; Cázares Rivera, Enrique; ITESM-Campus MonterreyEl Sistema Integral de Saneamiento Ecológico (SISE) es un sistema de abastecimiento de agua y saneamiento básico basado en tres estrategias: la captación de lluvia, el reciclaje de agua por medio de un sistema de tratamiento natural de aguas grises y la transformación de la excreta humana en composta a través de un Biosanitario. Para evaluar las posibilidades de que este sistema sea implementado masivamente a nivel rural, en esta investigación se ha desarrollado una metodología para evaluar la aceptación sociocultural del Biosanitario, el costo del abastecimiento de agua por captación de lluvia y tratamiento de agua gris, el costo de saneamiento, y los beneficios ambientales, en comparación con los sistemas convencionales. La metodología desarrollada se ha aplicado en la evaluación del SISE instalado en una vivienda piloto en una localidad rural del municipio de Dolores Hidalgo, Guanajuato. El Biosanitario muestra una aceptación social mayor que los sanitarios secos tradicionales, pero menor que el sanitario con admisión de agua conectado a una fosa. Sin embargo, existen áreas de oportunidad para que la aceptación del Biosanitario mejore considerablemente. El abastecimiento de agua, a través de los componentes del SISE, tiene un costo casi tres veces menor que el abastecimiento mediante acarreo y pipas; pero, como sistema de saneamiento, el SISE debe reducir sus costos de forma significativa para poder competir económicamente con los sanitarios secos. Los principales beneficios del SISE son que reduce las necesidades de consumo y extracción de agua, y que produce materia orgánica que puede usarse como fertilizante.