La necesidad de buscar alternativas para mejorar nuestro medio ambiente es un problema de gran interés, ya que el deterioro por la contaminación ha ido creciendo hasta el punto en que la salud de las personas y la estabilidad de los ecosistemas se ve seriamente amenazada. Además, la creciente de- manda de agua proveniente de diversos orígenes, ha materializado regula- ciones cada vez más estrictas e impulsado a su vez en la última década el desarrollo de nuevas tecnologías de purificación. Entre estas tecnologías se encuentran la electroquímica y la electrocatálisis, consideradas como disci- plinas más limpias de descontaminación y ubicadas dentro de los Procesos de Oxidación Avanzada (PAOs). Considerando lo anterior, se estudió la reac- ción de electrooxidación catalítica del metanol que es una molécula orgáni- ca contaminante, empleando para ello una celda electroquímica dotada con dos electrodos, donde el cátodo fue el Platino y como ánodo se elaboraron sistemas como los electrocatalizadores soportados del tipo metal óxido (Ti/ SnO2) y sistemas dopados con Antimonio (Ti/SnO2, Sb) y Bismuto (Ti/SnO2, Bi); los cuales fueron caracterizados por dos técnicas: Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopia de Barrido Electrónico (MEB). Posteriormente, el comportamiento de la reacción se estudió monitoreando por Cromatografía de Gases, la disminución del metanol frente a diversos parámetros. Por último, se encontró actividad electrocatalítica de los sistemas elaborados respecto al proceso oxidativo de la molécula

El impacto de las actividades humanas ha provocado un deterioro parcial o total de los recursos naturales de agua y suelo, bloqueando el uso adecuado de ellos u obstaculizando la existencia de cualquier ecosistema dentro de estos medios. El agua y el suelo son recursos que deben ser preservados y remediados si el impacto humano ha causado su deterioro. Actualmente la utilización de procesos electroquímicos para tratamientos tanto en agua como suelo ha adquirido más importancia debido a su versatilidad y su automatización. La reacción química más utilizada dentro de los estudios es la reacción de Fenton, que tiene un interés particular gracias a que el proceso electroquímico–cinético aplica para estudios con adaptaciones innovadoras del mismo. Un tratamiento respetuoso al ambiente durante la remediación de agua o suelo expuestos a contaminantes de preocupación emergente tales como productos de cuidado personal, plaguicidas, aditivos industriales, subproductos de desinfección y fármacos tendrá más protagonismo que cualquier que no ofrezca esa ventaja al ambiente. El Ibuprofeno (C13H18O2) es un fármaco del grupo de analgésicos no esteroideos (AINES) se emplea para un alivio sintomático de la fiebre, cefalea, y dolor muscular; es de venta libre otorgando el fácil acceso al consumidor. En la presente tesis se ha adaptado una metodología analítica usando electrodos sustrato hierro y aluminio, recubiertos con cloruro de hierro y usados como electrodos de remediación, se encontró mayor funcionalidad en el electrodo de hierro para remediar concentraciones de 0.2 a 1.0 mM de Ibuprofeno, usando la técnica de voltamperometría cíclica.

La presente investigación, fue desarrollada en el Laboratorio de Toxicología de la Facultad de Ingeniería Ambiental de la Universidad Santo Tomás sede Villavicencio, su finalidad principal fue la construcción e implementación de un prototipo para el proceso de electrocoagulación y el tratamiento de aguas contaminadas con arsénico. La metodología se fundamentó en un diseño experimental, donde se realizó la construcción de un prototipo que tomó como base un reactor tipo Batch cuya capacidad máxima fue de 3,375 litros. La configuración seleccionada para el proceso electroquímico empleó electrodos de hierro y aluminio y la distancia usada en la prueba entre electrodos, fue de 15mm. En la etapa experimental, se realizó la construcción del montaje inicial, se preparó la solución patrón, por último, mediante el uso de la Ley de Faraday se determinó un voltaje que teóricamente era necesario para la remoción de concentración de Arsénico. Una vez realizados los ensayos de laboratorio se seleccionó 10 voltios como referencia para realizar las pruebas posteriores, debido al bajo consumo de energía y a las características que presentaron los flóculos formados. Por medio de un ensayo con la muestra patrón se observó la variación en los parámetros de concentración, conductividad, temperatura, pH, y SDT, en diferentes intervalos de tiempo aplicado (10, 20, 30 y 40 minutos). Se logró una mejor eficiencia en la muestra de 10 minutos, esto debido a que el agua tuvo contacto con los hidróxidos formados mediante coagulación in-sitú, permitiendo la adsorción eficiente del Arsénico por medio de burbujas de hidrógeno que apoyaron la flotación de los flóculos, facilitando su remoción. Finalmente, se realizó un último ensayo que consistió en la prueba de disoluciones en serie. Gracias a esto, se logró conocer las condiciones ideales de la celda de electrocoagulación para eliminar el contaminante, el resultado, determinó mejor eficiencia en el porcentaje de remoción en concentraciones entre 250mg/L a 500mg/L de arsénico. Esto hizo posible obtener una eliminación del arsénico superior al 90%, indicador que cumple con todos los parámetros establecidos en la normatividad ambiental vigente en Colombia referente a agua potable y residual. Palabras clave: electrocoagulación, arsénico, prototipo laboratorio, electroquímica, flóculos, remoción, eficiencia. | The present investigation was developed in the Toxicology Laboratory of the Faculty of Environmental Engineering at the Santo Tomás University Villavicencio. The main goal was the construction and implementation of a prototype for the electrocoagulation process and the treatment of water contaminated with arsenic. The methodology used was based on an experimental design, where the construction of a prototype was carried out based on a Lot-type reactor whose maximum capacity was 3.375 liters. The configuration selected for the electrochemical process used iron and aluminum electrodes and the distance used in the test between electrodes was 15 mm. In the experimental stage, the construction of the initial assembly was carried out an, the standard solution was prepared, finally, the use of the Faraday Law and a voltage was determined that was theoretically necessary for the removal of arsenic concentration. After laboratory tests have been carried out, 10 volts are selected as a reference for subsequent tests, due to the low energy consumption and the characteristics that affect the floc formed. Variation in the parameters of concentration, conductivity, temperature, pH, and TDS is modified, at different intervals of time applied (10, 20, 30 and 40 minutes). Was observed by means of a standard sample test, a better efficiency was achieved in the sample of 10-minute, this because the water had contact with the hydroxides formed by in-clotting situ, allowing the efficient adsorption of the Arsenic by means of hydrogen bubbles that supported the floatation of the flocs, facilitating their removal. Finally, a final test was carried out, which consisted in the testing series solutions. Due to this, it was possible to know the ideal conditions of the electrocoagulation cell to eliminate the pollutant. This resulted in a better efficiency in the percentage of removal for concentrations between 250mg / L to 500mg / L of arsenic. This made it possible to obtain an arsenic elimination of more than 90%, an indicator that complies with all the parameters established in the environmental regulations in force in Colombia regarding drinking and wastewater Keywords: electrocoagulation, arsenic, laboratory prototype, electrochemistry, flocs, removal, efficiency. | Ingeniero Ambiental | http://www.ustavillavicencio.edu.co/home/index.php/unidades/extension-y-proyeccion/investigacion | Pregrado

En el presente trabajo se estudia el uso de electrodos modificados con grafeno, nanopartículas de oro (AuNPs), con y sin presencia de una película orgánica de 4´4 Bifenil di tiol (Mo), para la detección de arsénico (As) mediante voltamperometría de redisolución anódica (ASV), las nanoestructuras fueron obtenidas mediante técnicas químicas; técnicas de exfoliación líquida y exfoliación electroquímica. Las nanoestructuras fueron caracterizadas mediante técnicas espectroscópicas como: espectroscopía ultravioleta visible (UV-Vis), espectroscopía RAMAN, y técnicas microscópicas como la espectroscopía de fuerza atómica (AFM). Se modificaron los electrodos mediante autoensamblaje tanto de la Mo como de las nanoestructuras, la morfología de los electrodos fue estudiada mediante AFM. Las propiedades electroquímicas de los electrodos modificados se estudiaron mediante voltametría cíclica, los electrodos que mostraron las mejores modificaciones son las siguientes: Au-AuNPs; Au-Grafeno; Au-Mo-AuNPs: Au-Mo-Grafeno, estas modificaciones fueron usadas para la detección de As mediante ASV. Los resultados mostraron que el uso únicamente de AuNPs, favorece la detección de As. | The present investigation studies the use of modified electrodes with Gold nanoparticles and graphene, with and without the presence of an organic film of 4’4 Biphenyl Di tiol (Mo), for arsenic (As) detection through anodic stripping voltammetry (ASV), the nanostructures were obtain through chemical techniques; liquid exfoliation and electrochemical exfoliation. The nanostructures were characterized through spectroscopy techniques such as: Ultraviolet–visible spectroscopy (UV-Vis), RAMAN spectroscopy and microscopy techniques such as atomic force microscopy (AFM). The electrodes were modified using Self assembled techniques both Mo and nanostructures, the electrodes’ morphology was studied using AFM. The electrochemical properties of modified electrodes were studied using cyclic voltammetry, the electrodes with the best modifications were the following: Au-AuNPs; Au-Graphene; Au-Mo-AuNPs: Au-Mo-Graphene, this modifications were used for arsenic detection through ASV. The results shows that only the use of AuNPS, favor the detection of As. | Osorio Calvopiña, Henrry Marcelo, director

La potabilización de agua es un factor importante en la calidad de vida de una ciudad o municipio; de una buena calidad de agua para consumo depende la salud y la prosperidad de las comunidades; más allá del método convencional, existen otros métodos que permiten obtener la calidad deseada de este líquido, pese a que no son muy estudiadas. La electrocoagulación es una de estas metodologías alternativas para la potabilización de agua, pese a que en Colombia son muy pocos los casos en las que se utiliza, el objetivo de este proyecto es utilizar la electrocoagulación como método de potabilización de muestras de diferentes puntos del rio Bogotá, es decir, se quiere demostrar que la electrocoagulación es igual de efectiva que el tratamiento de aguas convencional, a diferencia que en método a realizar no se usan químicos como el Sulfato de Aluminio, evitando gastos. El rio Bogotá contiene un alto grado de contaminación, debido a muchos factores, desde vertimientos de grandes industrias, hasta falta de cultura ciudadana, la toma de cuatro muestras de esta fuente hídrica se hicieron pensando en lugares estratégicos, para determinar el tipo de contaminación y que predomina en la zona, y así de igual manera demostrar que con la electrocoagulación se puede disminuir los contaminantes a los estándares exigidos por agentes nacionales e internacionales. | Introducción 1. Problema de investigación 1.1 Descripción del problema 2. Objetivos 2.1 Objetivo general 2.2 Objetivos específicos 3. Justificación 4. Marco referencial 4.1 Marco teórico 4.2 Marco legal 5. Metodología Bibliografía Recomendaciones | Pregrado | Tecnólogo en Desarrollo Ambiental | Tecnología en Desarrollo Ambiental

En los últimos años, el hidrógeno (H2) ha despertado mucho interés nacional e internacional como vector energético para el desarrollo sustentable y la descarbonización de la economía. Una de las formas más limpias y sustentables de producir hidrógeno es a través de la electrólisis del agua, en especial mediante el uso de energía eléctrica de origen renovable (eólica, fotovoltaica, etc.), constituyendo lo que en la actualidad se denomina como hidrógeno verde. La producción electroquímica de H2 se lleva a cabo en un dispositivo denominado electrolizador, básicamente constituido por dos electrodos (ánodo y cátodo) y un electrolito. El H2 se produce en el cátodo mediante una reacción denominada como reacción de evolución de hidrógeno (REH), mientras que el ánodo ocurre la reacción de evolución de oxígeno (REO). Para que estas reacciones ocurran en forma eficiente, los electrolizadores comerciales deben utilizar materiales catódicos y anódicos a base de metales nobles (Pt, Pd, Ir, Ru, entre otros), lo que eleva sus costos y dificulta su implementación a gran escala. Esto último ha impulsado una intensa investigación académica e industrial, orientada a la búsqueda de nuevos tipos de electrocatalizadores catódicos a base de metales no nobles. En esta tesis se sintetizaron y caracterizaron materiales a base de metales no nobles para su uso como electrocatalizadores catódicos y anódicos, para su empleo en electrolizadores de baja temperatura. Como materiales catódicos se estudió la preparción, de fosfuros de hierro y fosfuros de niquel, soportados sobre carbones activados obtenidos a partir de madera de Eucalyptus grandis mediante activación química con H3PO4. En el caso de los materiales anódicos, se investigó el uso de materiales del tipo óxidos de cobalto, preparados mediante el método de autocombustión. Los materiales fueron caracterizadores desde el punto de vista fisocoquímico, incluyendo análisis estructural y morfológico (DRX, SEM-EDS), análisis químico (análisis elemental), textural (análisis textural) y térmico (TGA-DTA). La evaluación electrocatalítica de los materiales, como catalizadores en la REH y la REO, se evaluó mediante experimentos electroquímicos en celda de tres electrodos, en medio ácido o alcalino, según el caso. Para los materiales catódicos también se evaluó la producción de hidrógeno usando un gasovolúmetro adapatado para tal fin. Con estos resultados se pudo determinar la eficiencia faradaica (EF) de la reacción catódica a diferentes densidades de corrientes. Los resultados de las caracterizaciones fisicoquímicas muestran que fue posible obtener partículas de fosfuros de hierro y fosfuros de níquel de tamaño micrométrico bien distribuidas sonbre un soporte carbonoso con elevadas áreas superficiales. Los mejores resultados electroquímicos para la REH en medio ácido, se obtuvieron para los materiales con un 20% nominal de hierro (muestra Fe(20)/CHP700), cuyos valores de potencial de inicio (Einicio), sobrepotencial para alcanzar una densidad de corriente de -50 mA cm-2 (η-50) y pendiente de Tafel son: -179 mV vs. ERH, -229 mV vs. ERH y 108 mV dec-1, respectivamente. Para este material, la resistencia asociada a la REH determinada mediante espectroscopía de impedancia electroquímica fue de 1,7 Ω cm2, mientras que la retención de la actividad electrocatalítica fue 60% en 12 horas. Dentro de los materiales basados en níquel, el mejor material para la REH en medio alcalino correspondió a la muestra con 30% nominal de níquel (muestra Ni(30)/CHP700), con valores de Einicio, η-50 y pendiente de Tafel de -266 mV vs. ERH, -357 mV vs. ERH y 197 mV dec-1 respectivamente, obteniéndose una resistencia asociada a la REH de 2,5 Ω cm2 y una aceptable retención de actividad electrocatalítica. La mayor EF obtenida para los materiales basados en hierro fue para el electrocatalizador Fe(20)/CHP700, con un valor de 81,4%. Entre los materiales basados en níquel, el electrocatalizador Ni(30)/CHP700 fue el que presentó mayor EF (75,0%). En cuanto a los materiales de cobalto preparados, se logró sintetizar de forma rápida y simple materiales a base de cobalto. Los materiales son más estables y presentan mayor actividad electrocatalítica para la REO en medio básico, en comparación con el medio ácido, con Einicio igual a +1,669 y +1,559 mV vs. ERH en medio ácido y alcalino, respectivamente. Trabajos futuros se centrarán en la evaluación de los materiales mediante tests en celda completa, con el fin de determinar la curva de polarización de los mismos en condiciones similares a la de operabilidad de los electrolizadores comerciales. | Programa de Desarrollo de las Ciencias Básicas | Comisión Sectorial de Investigación Científica (CSIC), Universidad de la República

En el mundo contemporáneo la búsqueda de energías renovables cada vez tiene más fuerza, ya que los combustibles fósiles se están agotando y presentan problemas de sostenibilidad ambiental. El rompimiento de la molécula de agua, conocido como "Water splitting", es un método de producción de H2, un combustible limpio con una alta densidad de energía. Con este fin, se hizo la síntesis de nanoestructuras de WO3 con el fin de producir electrodos para el uso de water splitting. Para esto se metalizaron vidrios FTO (flouride doped tin oxide) con W a través de un proceso de DC sputtering para obtener capas de diferentes espesores. Estos luego se anodizaron electroquímicamente a diferentes condiciones de voltaje y concentración del medio ácido para producir óxido de tungsteno. Los electrodos fueron sometidos a una cronoamperometría y barrido de voltametría lineal bajo una radiación solar simulada. Los resultados indicaron que los electrodos sintetizados son fotoactivos y tienen morfologías prometedoras como nanoflakes o nano triángulos. No obstante, tienen problemas de estabilidad, homogeneidad del recubrimiento y producen una foto-respuesta menor a los electrodos sintetizados con láminas de W | Every day the search for renewable energy sources becomes more critical by the year because fossil fuels are limited and produce environmental sustainability issues such as global warming. The breaking of the water molecule, or water splitting, is a method to produce H2; a clean fuel source with a high energy density. With the desire to produce this combustible, the synthesis of nanostructured WO3 was pursued to produce electrodes that are eligible for water splitting. FTO glass (fluoride doped tin oxide) was covered with W through DC sputtering to obtain different thickness layers. After this procedure, the materials were electrochemically anodized varying voltage and the acid concentration. The electrodes were then submitted to LSV (linear sweep voltammetry) and CA (chronoamperometry) under simulated solar light. The results indicated that the synthesized electrodes presented photoactivity and have promising morphologies such as nanoflakes or nanotriangles. However, stability and the layer homogeneity problems were observed in the materials. Also, the photoactivity response was significantly lower than those electrodes prepared with tungsten foils. | Ingeniero Químico | Pregrado

La generación de energía eléctrica por oxidación de aluminio produce el catión Al3+ y especies como Al(OH)3, responsables de inducir la floculación en tratamientos de agua. Este artículo busca evidenciar que una celda galvánica Al-H2O2 puede desestabilizar los sólidos suspendidos del agua empleada como electrolito de la celda, para describir un proceso de clarificación que genera energía eléctrica en lugar de consumirla. Así, se elaboró una celda galvánica con ánodo de aluminio, cátodo de grafito, H2O2 como oxidante y una suspensión de arcilla en solución KCl como electrolito que simuló el agua objeto de tratamiento; se evaluó la eliminación de turbidez en la suspensión, la diferencia de potencial y la corriente eléctrica generada. El sistema propuesto eliminó turbidez del agua por floculación y disolución, a la vez que generó en promedio 0,613 V y 8,51 C entregados a una intensidad media de 157 µA. La hidrólisis de aluminio eliminó por floculación el 88,9 ± 1 % de turbiedad y mejoró al 96,6 ± 1 % al añadir H2O2, el cual solubilizó partículas suspendidas, estimuló la liberación de corriente eléctrica y mitigó la caída de voltaje. De esta manera, se presenta un sistema de obtención de energía eléctrica a partir de un tratamiento primario de agua, inducido por subproductos de una transformación directa de energía química a eléctrica. | Electrical energy generation by aluminum oxidation produces Al3+ cation and species like Al(OH)3, responsible for inducing flocculation in water treatment. This paper pretends to evidence that an Al-H2O2 galvanic cell can destabilize the suspended solids of a water used as cell’s electrolyte, in order to describe a clarification process with electrical energy generation instead of consumption. Using an aluminum anode, a graphite cathode, H2O2 as oxidant and a clay suspension in KCl solution as electrolyte that simulated the water to treat, a galvanic cell was made; elimination of turbidity of suspension, potential difference and electrical current generated were evaluated. The proposed system clarified water by flocculation and dissolution, generated an average of 0.613 V and supplied 8.51 C at an average intensity of 157 µA; aluminum hydrolysis eliminated 88.9±1% of turbidity by flocculation, improving to 96.6±1% by addition of H2O2, that solubilized suspended particles, stimulated electrical current generation and mitigated the voltage fall. In this way, its presented a system of obtaining energy from a primary water treatment induced by sub-products of chemical-electrical direct energy transformation.

Una de las más grandes preocupaciones de la sociedad actual es la calidad del agua en sus diferentes formas (aguas residuales, agua potable, cuerpos de agua), junto con el tratamiento que se les debería de dar. Pero algo poco tomado en cuenta es la presencia de contaminantes emergentes farmacéuticos en cuerpos de agua, más específicamente antibióticos, lo cuales pueden llevar a impactos ambientales negativos graves, desde provocar enfermedades no curables en fauna, hasta poder tener los mismos efectos en la salud humana. Para evitar esto se presenta el proceso electroquímico de Oxidación Electroquímica o Electrooxidación (EO) el cual, según múltiples estudios, puede degradar hasta en un 100% este tipo de fármacos, en aguas residuales, disminuyendo su concentración aguas abajo. | 787 / 5000 Resultados de traducción One of the greatest concerns of today's society is the quality of water in its different forms (wastewater, drinking water, bodies of water), along with the treatment that should be given to them. But something little taken into account is the presence of emerging pharmaceutical pollutants in water bodies, more specifically antibiotics, which can lead to serious negative environmental impacts, from causing non-curable diseases in fauna, to being able to have the same effects on human health. To avoid this, the electrochemical process of Electrochemical Oxidation or Electrooxidation (EO) is presented, which, according to multiple studies, can degrade this type of drug by up to 100% in wastewater, reducing its concentration downstream. | Ingeniero Ambiental | http://unidadinvestigacion.usta.edu.co | Pregrado