ABSTRACT Physical, chemical and electrical characteristics of nickel hydroxide, prepared with aqueous solutions from the leaching of nickel sulfide produced at the Comandante Ernesto Che Guevara de Moa Company, were evaluated. Solutions reagent grade nickel sulfate, were used to prepare the reference hydroxide and both hydroxides were compared. Chemical composition, structural, thermal, textural properties were analyzed using AA, DRX, TG, DSC, FTIR, RAMAN and BET techniques. The electrical characterization was carried out by the two- point method. As a result of the work, a β-Ni(OH)2 with 56,4 % nickel and 1,3 % cobalt was obtained, which did not presented other mineralogical phases associated with cobalt. The possibility of use it in rechargeable batteries and electrical supercapacitors, was considered because have it structural and electrical properties similar to the hydroxide reference.

RESUMEN Se evaluaron las características físico-químicas y eléctricas del hidróxido de níquel, preparado con soluciones acuosas de la lixiviación del sulfuro de níquel producido en la Empresa Comandante Ernesto Che Guevara de Moa, las cuales se compararon con el hidróxido de referencia, conseguido a partir de soluciones obtenidas con sulfato de níquel grado reactivo. Se analizaron composición química, propiedades estructurales, térmicas y texturales, mediante las técnicas de AA, DRX, TG, DSC, FTIR, RAMAN y BET. La caracterización eléctrica se realizó por el método de las dos puntas. Como resultado del trabajo se obtuvo un β-Ni(OH)2 con 56,4 % de níquel y 1,3 % de cobalto, que no presentó otras fases mineralógicas asociadas al cobalto, y se caracterizó por poseer propiedades estructurales y eléctricas similares al hidróxido de referencia, lo que permitió considerar la posibilidad de su empleo en baterías recargables y supercondensadores eléctricos.

RESUMEN El biocarbón se utiliza como remediador de suelos cada vez con más frecuencia. Sin embargo, el impacto en el suelo depende de las limitaciones edáficas, el material empleado para obtener el biocarbón y la concentración aplicada. Se estudiaron los efectos del biocarbón de bambú de Guadua chacoensis sobre la germinación, y como una técnica de enmienda de suelos salino-sódicos. Se utilizaron soluciones acuosas con 0, 2,5 y 5% de biocarbón de bambú (BC) para determinar el porcentaje de germinación de semillas y la longitud de radícula en dos especies hortícolas: rúcula (Eruca sativa) y rabanito (Raphanus sativus). Además, se incorporó 0, 0,5 y 2,5% de BC a un suelo salino-sódico para evaluar el efecto sobre ambas especies, las cuales son moderadamente tolerantes a la salinidad. En cada especie se evaluó la altura de la planta, la biomasa foliar y radicular. Las soluciones de 2,5 y 5% BC disminuyeron la germinación de la rúcula en un 3,14% y 5,2%, respectivamente, en comparación con el control. La adición de BC disminuyó la longitud de la radícula en ambas especies, siendo la reducción más significativa con la mayor concentración de BC. La adición de 0,5% y 2,5% de BC disminuyó la altura de la rúcula en un 27,32% y 50,33%, respectivamente, en comparación con el control, lo que resultó en plantas más pequeñas con menos biomasa de hojas y raíces. La adición de biocarbón no afectó la biomasa foliar, pero en el tratamiento 2,5% BC se redujo la biomasa de raíces en un 53,85% en comparación con el 0% BC. Además de las características inherentes del biocarbón, estos resultados estarían influenciados por el aumento del pH del suelo, provocado por la adición del BC. Se propone evaluar el biocarbón con distintas propiedades en suelos salino-sódicos, y como enmienda en la remediación de suelos ácidos.

ABSTRACT Biochar is being used with increasing frequency as a soil remediator. However, its impact depends on soil limitations, biochar source and concentration applied. We studied Guadua chacoensis bamboo biochar as a saline-alkaline soil amendment. Aqueous solutions with 0, 2.5 and 5% of bamboo biochar (BC) were used to determine their influence on seed germination rate and radicle length in two horticultural species moderately tolerant to salinity and alkalinity: arugula (Eruca sativa) and radish (Raphanus sativus). Also, we amended a saline-alkaline soil with 0, 0.5 and 2.5% of BC to evaluate its effect on plant height, leaf and root biomass of both horticultural crops. The application of 2.5 and 5% BC solution decreased arugula germination in 3.14% and 5.2%, respectively, compared to 0% BC. The addition of BC decreased radicle length in both species and such reduction was more significant with the higher BC concentration. The addition of 0.5% and 2.5% BC as amendment in a saline-alkaline soil decreased arugula height in 27.32% and 50.33%, respectively, compared to 0% BC, resulting in smaller plants with less leaf and root biomass. The BC amendment did not affect leaf biomass, but 2.5% BC reduced root biomass in 53.85% compared to 0% BC. These results seem to be influenced not only by the BC inherent characteristics but also by the increase in soil pH, caused by the addition of biochar. Further studies may evaluate the impact of BC addition with different properties on saline-alkaline soils, and its use as an amendment in the remediation of acid soils.

ABSTRACT Nitrate pollution poses a significant challenge to both the environment and human health. This study focuses on exploring the electrochemical reduction of nitrate (ERN) has been studied using new cathodes based on Cu-Ag nanoparticles coated onto titanium (Cu-Ag /Ti). The nanoparticles were synthesized by galvanic displacement technique. These were characterized by DLS, UV-Vis analysis. For its use as a cathode, pretreated titanium plates were coated with Cu-Ag nanoparticles. These cathodes were characterized by FE-SEM, EDS analysis and electrochemical measurements. The FE-SEM imagery revealed spherical shapes with an averages size of ≤ 100nm, displaying signs of stability even after 40 hours of reaction. The EDS analysis indicated an atomic composition ratio of 6/1 (Cu/Ag). Electrochemical characterization demonstrated superior electrocatalysis in the proposed cathode evaluated in solution of 100mg L-1 NO3-N + 0,03 M Na2SO4 as a supporting electrolyte, IrOx/Ti as counter electrode and Ag/AgCl (3 M) as reference electrode. By chronopotentiometry was compared Ti, Cu/Ti, Cu-Ag /Ti (N1 y N2) with a current density 20 mA cm-2 over 5 hours of reaction to. REN 1-cell reactor with 40 mA cm-2 by Ti, Cu-Ag /Ti (N1 y N2) cathodes for 3,5 hours was 22, 62, 28, 28, 38, 58 and 47, 61 reduced %NO3-N respectively.

RESUMEN La contaminación por nitrato constituye una seria problemática medioambiental y de salud humana. En este estudio, se investigó la Reducción Electroquímica de Nitrato (REN) mediante el desarrollo de nuevos cátodos basados en nanopartículas de Cu-Ag recubiertas sobre Titanio (Cu-Ag /Ti). Las nanopartículas se sintetizaron utilizando la técnica de desplazamiento galvánico y se caracterizaron mediante espectroscopía UV- Vis y dispersión de luz dinámica (DLS). La preparación del cátodo consistió en recubrir con las nanopartículas una placa de titanio pretratado y se caracterizó mediante microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (FE-SEM), espectroscopía de energía dispersiva (EDS) y medidas electroquímicas. Las imágenes FE-SEM mostraron partículas esféricas de tamaño menores ≤ 100 nm, con indicios de estabilidad después de 40 horas de reacción. La composición atómica determinada por EDS fue de 6/1 (Cu/Ag). La caracterización electroquímica mostró una mayor electrocatálisis en el cátodo propuesto evaluado en solución de 100 mg L-1 NO3-N + 0,03 M Na2SO4, contraelectrodo IrOx/Ti, electrodo de referencia Ag/AgCl (3 M). Mediante cronopotenciometría con densidad de corriente 20 mA cm-2 durante 5 horas, se compararon los cátodos: placa de Titanio (Ti), nanopartículas de Cu sobre Titanio (Cu/Ti) y Cu-Ag /Ti-N2. La REN evaluada con Ti, Cu/Ti, Cu-Ag /Ti (N1 y N2) a 40 mA cm-2, reactor de 1-celda de 50 mL por 3,5 horas se obtuvo una reducción de %NO3-N en 22,62, 28,28, 38,58 y 47,61% respectivamente.

Resumen En este trabajo se evaluó la capacidad de la cáscara de yuca modificada con ácido fosfórico para remover violeta de metilo y azul brillante de soluciones acuosas. Se determinaron las mejores condiciones de temperatura (127 °C) y relación biomasa/H3PO4 (1:1) para la modificación de la cáscara de yuca, utilizando el método de índice de azul de metileno. Luego se evaluó la capacidad de adsorción de la cáscara de yuca en la remoción de los colorantes azul brillante y violeta de metilo, encontrando valores de porcentaje de remoción y capacidad máxima de adsorción de 16.1 % y 0.00207 mmol/g para el azul brillante y 97.95 % y 0.0249 mmol/g para el violeta de metilo, logrando el equilibrio en 285 y 330 minutos, respectivamente. Los datos de la cinética de adsorción de violeta de metilo fueron mejor modelados por la ecuación de pseudo segundo orden, mientras que la representación de los datos de adsorción de azul brillante se ajustó más al modelo de pseudo primer orden. Para estudiar el equilibrio de adsorción, los datos se ajustaron a los modelos de Langmuir, Freundlich y Temkin, encontrándose que el modelo de Freundlich es el que mejor se ajusta a los valores experimentales. Los valores de nf indican la favorabilidad en los procesos de adsorción de cada colorante. Por último, en el análisis termodinámico determinó que la adsorción de ambos colorantes se da de manera espontánea y además se ve favorecida con el aumento de la temperatura, evidenciando un proceso endotérmico.

Abstract In this paper, the ability of cassava peel modified with phosphoric acid to remove Methyl Violet and Brilliant Blue FCF from aqueous solutions was evaluated. The best temperature conditions (127 °C) and biomass/acid ratio (1:1) were determined for the modification of cassava peel, using the Methylene Blue Index method. Then, the adsorption capacity of the cassava peel selected in the removal of the Brilliant Blue and Methyl Violet dyes was evaluated, finding values of percentage of removal and maximum adsorption capacity of 16.1% and 0.00207 mmol / g for Brilliant Blue, and 97.95% and 0.0249 mmol / g for Methyl Violet, achieving equilibrium in 285 and 330 minutes, respectively. The data of the adsorption kinetics of each of the dyes were adjusted to the pseudo-first order and pseudo-second order models: the adsorption of Violet of Methyl was better represented by the pseudo-second order model, whereas the adsorption data of Bright Blue was better fitted to the pseudo-first order model. To study the adsorption equilibrium, the data were adjusted to the Langmuir, Freundlich, and Tekim models, showing that the Freundlich model has the best fitting to the experimental values. nf values indicate the favorability in the adsorption processes for each dye. Finally, in the thermodynamic analysis it was determined that the adsorption of both dyes occurs spontaneously and is also favored with the increase in temperature, proving to be an endothermic process.

ABSTRACT An experimental study was conducted with the purpose of establishing the effect of both agitator geometry and agitation rate on the dissolution kinetics of spherical candies. To this effect, the dissolution constants were determined in aqueous solutions by way of the Hixson-Crowell model for three types of agitators, namely a paddle agitator with two blade, and two turbine agitators with four and six blades, respectively. Subsequently, for a fixed agitation rate, the temperature was varied in order to experimentally determine the activation energy of each agitator. It was found that, while the geometry of the agitator has an effect on the pre-exponential factors of the dissolution constant, the activation energy remains constant. Finally, differences in the dissolution constants as a function of the angular frequency of the agitator were also found.

RESUMEN Se realizó un estudio experimental con el fin de establecer el efecto de la geometria de un agitador y su tasa de agitación en la cinética de disolución de dulces esféricos. Para ello se determinaron las constantes de disolución en soluciones acuosas usando el modelo de Hixson-Crowell en tres tipos de agitadores, a saber: un agitador de paleta de dos aspas, y dos agitadores tipo turbina de cuatro y seis aspas respectivamente. Posteriormente, para una tasa fija de agitación, se varió la temperatura con el propósito de determinar experimentalmente la energía de activación de cada agitador. Se encontró que, mientras la geometría del agitador tiene un efecto en el factor pre-exponencial de la constante de disolución, la energia de activación permanece constante. Finalmente, también se encontraron diferencias en las constantes de disolución en función de la frecuencia angular del agitador.

Resumo No presente trabalho, foi realizado um estudo estatístico para otimizar o desempenho do processo de extração da fibroína do casulo do bicho-da-seda Bombyx Mori, também conhecido como degomagem, em que a fibroína e a sericina, componentes que compõem a estrutura do casulo, são separadas. utilizando soluções aquosas de carbonato de sódio (Na2CO3); o estudo em questão foi feito através de um delineamento experimental 23 com dois pontos centrais, para isso, os fatores selecionados foram a temperatura, a relação Na2CO3/Cocoons e o tempo de extração. A significância estatística destes. Fatores foi estudado por análise de variância (ANOVA). De acordo com os resultados, o processo de extração depende principalmente do tempo de extração (p = 0,009) e da temperatura de trabalho (p = 0,0112), obtendo-se uma média de 74,76% de fibroína do casulo em condições ideais de extração. Finalmente, a amostra obtida nas melhores condições foi caracterizada por meio de análise por Transformada de Fourier no infravermelho (FTIR) e por análise termogravimétrica (TGA) a fim de se ter como base o material obtido para possíveis aplicações biomédicas.

Resumen En el presente trabajo se realizó un estudio estadístico para optimizar el rendimiento del proceso de extracción de fibroína del capullo del gusano de seda Bombyx Mori, también conocido como desgomado, en el cual la fibroína y la sericina, componentes que conforman la estructura del capullo, son separadas utilizando soluciones acuosas de carbonato de sodio (Na2CO3); el estudio en cuestión se hizo mediante un diseño experimental 23 con dos puntos centrales, para ello, los factores seleccionados fueron la temperatura, la relación Na2CO3/Capullos y el tiempo de extracción. La significativa estadística de estos factores fue estudiada mediante análisis de varianza (ANOVA). De acuerdo con los resultados, el proceso de extracción depende principalmente del tiempo de extracción (p = 0,009) y la temperatura de trabajo (p = 0,0112), obteniéndose bajo las condiciones óptimas de extracción un promedio de 74,76% de fibroína del capullo. Finalmente, la muestra obtenida bajo las mejores condiciones se caracterizó por medio de análisis Infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR) y por análisis termogravimétrico (TGA) con el fin de tener la base del material obtenido para posibles aplicaciones biomédicas.

Abstract In the present work, a statistical study was carried out to optimize the performance of the fibroin extraction process from the cocoon of the silkworm Bombyx Mori, also known as degumming, in which fibroin and sericin, components that make up the cocoon structure, are separated using aqueous solutions of sodium carbonate (Na CO ); the study was done through an experimental design 23 with two central 23 points. For this purpose, the selected parameters were temperature, the Na2CO3/Cocoons ratio and extraction time. The statistical significance of these factors was studied by analysis of variance (ANOVA). According to the results, the extraction process depends mainly on the extraction time (p = 0.009) and the working temperature (p = 0.0112), obtaining an average of 74.76% fibroin from the cocoon under optimal extraction conditions. Finally, the sample obtained under the best conditions was characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and by Thermo Gravimetric Analysis (TGA) in order to have the basis of the material obtained for possible biomedical applications.

Resumen La carboximetil celulosa CMC es un polímero biocompatible, cuyo proceso de síntesis consiste en modificar químicamente la macroestructura de la celulosa. Este derivado de celulosa se utiliza tradicionalmente tanto en la industria de alimentos como la farmacéutica. La optimización de estas aplicaciones se relaciona de manera directa con la comprensión y manipulación de la reología de las soluciones acuosas de la CMC. En este trabajo se estudiaron soluciones de CMC de diferente concentración mediante la interpretación de sus curvas experimentales de viscosidad, en función de la tasa de corte, del nivel de concentración y de la temperatura. Las curvas experimentales de viscosidad para las soluciones estudiadas mostraron un comportamiento reológico del tipo pseudoplástico que es menos evidente para las soluciones más diluidas. Se identificó que la viscosidad de las soluciones aumenta con el incremento de su concentración, pero disminuye con el incremento de la temperatura. Los resultados experimentales se ajustaron al modelo de Ostwald o ley de la potencia y al modelo de Cross, mostrando ambos modelos una buena correlación, pero presentan discrepancias con las curvas experimentales a tasas de corte inferiores a 200 s-1. Finalmente, se proponen dos modelos empíricos, que son una extensión del modelo de Ostwald, uno para predecir la magnitud de la viscosidad en función de la tasa de corte y la concentración de CMC, y otro que describe la viscosidad en función de la temperatura y la tasa de corte. Estos resultados constituyen una metodología sistemática para la evaluación de soluciones poliméricas de la CMC y derivados de celulosa.

Abstract Carboxymethyl cellulose is a biocompatible polymer whose synthesis process consists of chemically modifying the macrostructure of cellulose. This cellulose derivative is traditionally used in both the food and pharmaceutical industries. Optimizing these applications is directly related to understanding and manipulating the rheology of aqueous CMC solutions. In this work, CMC solutions of different concentrations were studied by interpreting their experimental viscosity curves as a function of shear rate, concentration level, and temperature. The experimental viscosity curves for the solutions studied showed a shear-thinning rheological behavior that is less evident for the more dilute solutions. It was identified that the viscosity of the solutions increases with increasing concentration but decreases with increasing temperature. The experimental results were adjusted to the Ostwald model or power law and the Cross model, both models showing a good correlation, but they show discrepancies with the experimental curves at shear rates lower than 200 s-1. Finally, two empirical models are proposed, which are an extension of the Ostwald model, one to predict the magnitude of the viscosity as a function of the shear rate and the concentration of CMC, and another that describes the viscosity as a function of temperature and the shear rate. These results constitute a systematic methodology for the evaluation of polymeric solutions of CMC and cellulose derivatives.

ABSTRACT Three members of the A-site doped Nb perovskites with general formula Sr2CaNbO5.5, Sr3NbO5.5 and BaSr2NbO5.5 were synthesised by solid-state methods and their removal efficiency of Methyl violet from aqueous solutions investigated. The X-ray diffraction measurements demonstrated that the three samples have a faced cubic perovskite-type structure in space group Fm3m. The additions of Ba2+ and Ca2+ into the A-site of Sr3NbO5.5 have influenced the cell volume, crystal size and density. Subsequently, the removal capacity was also impacted. The crystallite size of the three oxides was calculated to be less than 82 nm. The maximum removal capacities of Methyl violet are found to be 46.5, 13.1 and 8.0 mg/g using BaSr2NbO5.5, Sr3NbO5.5 and CaSr2NbO5.5, respectively. The amounts of the adsorbed dye have decreased as the ionic radii of the doped decreased. The removals of Methyl violet have a positive relationship with pH, temperature and the mass of the oxides.

RESUMEN Tres miembros de las perovskitas de Nb dopadas en el sitio A con la fórmula general Sr2CaNbO5.5, Sr3NbO5.5 y BaSr2NbO5.5 se sintetizaron mediante métodos de estado sólido y se investigó su eficiencia de eliminación de violeta de metilo de soluciones acuosas. Las mediciones de difracción de rayos X demostraron que las tres muestras tienen una estructura de tipo perovskita cúbica enfrentada en el grupo espacial Fm3 ̅m. Las adiciones de Ba2+ y Ca2+ en el sitio A de Sr3NbO5.5 han influido en el volumen celular, el tamaño del cristal y la densidad. Posteriormente, la capacidad de remoción también se vio afectada. Se calculó que el tamaño de los cristalitos de los tres óxidos era inferior a 82 nm. Las capacidades máximas de eliminación de violeta de metilo son de 46,5, 13,1 y 8,0 mg/g utilizando BaSr2NbO5,5, Sr3NbO5,5 y CaSr2NbO5,5, respectivamente. Las cantidades del colorante adsorbido han disminuido a medida que disminuían los radios iónicos del dopado. Las remociones de violeta de metilo tienen una relación positiva con el pH, la temperatura y la masa de los óxidos.

Resumen Los colorantes sintéticos son estables, ofrecen una amplia gama de colores y fáciles aplicaciones industriales. Sin embargo, en ambientes acuosos representan un problema por su larga permanencia y baja biodegradabilidad. Los hongos de podredumbre blanca pueden degradar colorantes a través de sus enzimas ligninolíticas y/o biosorción. Este trabajo evaluó el efecto de 2,5-dimetilanilina, glucosa, tartrato de amonio, sulfato de cobre, pH y temperatura sobre la degradación del colorante azul turquesa (TB) en soluciones acuosas por Leptosphaerulina sp. (hongo nativo de Colombia). Los ensayos se desarrollaron aplicando un diseno experimental de superficie de respuesta, que encontró al tartrato de amonio y el pH como las variables más infuyentes para remover el TB. Leptosphaerulina sp. elimina el TB (99%, día 8), principalmente por sorción (89%). Por lo tanto, la biomasa de Leptosphaerulina sp. es una alternativa promisoria como biosorbente, frente a los métodos tradicionales físico-químicos, para tratar aguas residuales contaminadas con colorantes.

Abstract Synthetic dyes are highly stable, offer a wide range of colors, and have easy industrial applications. Nevertheless, dyes become a problem in aqueous environments due to their long permanence and low biodegradability. White-rot fungi are useful to degrade dyes through their ligninolytic enzymes and/or biosorption. This work evaluated the effect of 2,5-dimethylaniline, glucose, ammonium tartrate, copper sulfate, pH, and temperature on the degradation of Turquoise Blue (TB) dye in aqueous solutions by Leptosphaerulina sp. (Colombian native fungus). Assays were developed applying a response surface experimental design, which found that the ammonium tartrate and pH are the most influential variables on TB removal. Leptosphaerulina sp. decolorizes aqueous solutions with TB (99%, at day 8), mainly through sorption (89%). Therefore, one of the significant findings from this study is that the Leptosphaerulina sp. biomass is a promising alternative as biosorbent, in comparison to physical-chemical traditional methods, for treating wastewaters polluted with dyes.

Abstract Currently, the use of photovoltaic solar energy has increased considerably due to the development of new materials and the ease to produce them, which has significantly reduced its acquisition costs. Most commercial photovoltaic modules have a flat geometry and are manufactured using metal reinforcement plates and glass sheets, which limits their use in irregular surfaces such as roofs and facades (BIPV) and the transportation sector (VIPV). The purpose of this study is to analyze the design implications of curved photovoltaic surfaces using composite materials. Considering operation and maintenance requirements, the most suitable reinforcement and encapsulation materials are selected based on references and experimental tests. It was found that the maximum radius of curvature that a polycrystalline silicon cell with the dimensions of a SunPower C60 model can achieve is 6.51 m for a failure probability lower than 5 %, which allows us to define the maximum curvature that this photovoltaic surface can reach. Additionally, an analytical model of the reinforcement was implemented using macromechanical models in Matlab™, which was validated by the finite element method employing the composite materials module in Ansys®. Therefore, this paper presents a detailed analysis of the shear stresses between the layers and of the deformations generated in the curved solar panel reinforcement. Finally, under the operating conditions assumed here, carbon fiber presents the best structural behavior in the reinforcement material, while epoxy resin exhibits a better performance in the encapsulation material. These results can facilitate the manufacturing of curved photovoltaic surfaces.

Resumen La impresión 3D de biomateriales es una tecnología de gran auge para la fabricación de injertos aptos para la reparación de defectos óseos con geometrías complejas. Los cementos de fosfato de calcio (CFC) son biocerámicos empleados en la medicina ortopédica debido a su similitud con la fase mineral del hueso, la capacidad para ser moldeados como una pasta y endurecer in situ. La impresión 3D de CFC potencializaría su aplicación al permitir cirugías reconstructivas de defectos con geometrías complejas, sin embargo, una limitante es la baja inyectabilidad de los CFC debido a la separación de fases que ocurre durante la inyección de la pasta. En este trabajo se ha estudiado la implementación de un polímero termosensible como el Poloxámero 407 para generar una tinta inyectable. Dicha tinta ha sido formulada para contener 5% de hidroxiapatita carbonatada tipo B como agente nucleante biocompatible y biodegradable. Se evaluaron adiciones de soluciones acuosas de Poloxámero 407 al 0 %, 20 % y 40 % en peso como fase gel a una relación líquido/polvo de 0,75 mL/g. Se determinó el coeficiente de inyectabilidad, la cohesión de las tintas y se caracterizó la resistencia a la compresión de los cementos empleando análisis Weibull, determinado que la adición de polímero disminuye las propiedades mecánicas de los CFC en un 52,68 % y 81,23 %, respectivamente, en relación con el CFC de control (0%), atribuido a una menor densificación del cemento. Se concluyó que las adiciones del Poloxámero 407 no interfieren en la precipitación de hidroxiapatita deficiente en calcio ni en la degradación in vitro de los cementos y favorece el comportamiento de la tinta para su posible implementación en impresión 3D.

Resumen En este artículo se describe el proceso de diseño, fabricación y caracterización de un arreglo de sensores para realizar EIS de amplio espectro para muestras en solución acuosa en una plataforma microfluídica. Su capacidad de amplio aspecto permitirá desarrollar estudios de caracterización de fluidos con resultados que no son posibles de obtener en sistemas de menor rango de frecuencia. El sistema microfluídico consta de cuatro cámaras de llenado y los canales de transporte de fluidos requeridos para la purga y llenado. En la sección inferior de cada cámara hay un electrodo depositado en oro que permite la interacción eléctrica con la muestra. La geometría de las cámaras y los canales transporte y de los electrodos fueron diseñadas utilizando un proceso de optimización por medio de simulaciones multifísicas. Luego, se desarrollaron experimentalmente diferentes procesos de fabricación para SU8 y PDMS los cuales permitieron llevar a cabo la implementación del sistema microfluídico. Finalmente, utilizando una interfaz de comunicación eléctrica diseñada para la interconexión del sistema microfluídico con un analizador vectorial de redes, se desarrollaron las mediciones requeridas para obtener el comportamiento de cada sensor. Los resultados obtenidos mostraron un comportamiento predominantemente capacitivo de cada sensor desde bajas frecuencias hasta 2 GHz, permitiendo obtener suficiente contraste entre las diferentes soluciones acuosas medidas, logrando una buena repetitividad entre las mediciones realizadas en las distintas cámaras.

Abstract In this paper, we describe the design, manufacturing, and characterization of a sensor array suitable for implementing wide broad band EIS for samples in aqueous solution on a microfluidic platform. Its wide-ranging capacity will allow the development of fluid characterization studies with results that are not possible to obtain in systems with a lower frequency range. The microfluidic system consists of four filling chambers and the fluid transport channels required for flushing and filling. At the bottom section of each chamber there is a gold-deposited electrode that allows electrical interaction with the sample. The chamber's geometry, transport channels, and the electrodes were designed using an optimization process through multiphysics simulations. Then, different manufacturing processes were developed experimentally for SU8 and PDMS which allowed to carry out the implementation of the microfluidic system. An electrical communication interface was designed for the interconnection of the microfluidic system with the vector network analyzer (VNA). Then, the measurements required to obtain the behavior of each sensor were developed. The results obtained show a predominant capacitive behavior of each sensor from low frequencies up to 2 GHz, allowing to obtain sufficient contrast between different aqueous solutions and a good repeatability in different sensing chambers with the same solutions.

RESUMEN La curcumina contrarresta diversas patologías como el cáncer o enfermedades neuro-degenerativas. Sin embargo, su solubilidad es baja en soluciones acuosas limitando su aplicabilidad. Esta investigación elaboró una nanoemulsión estable de aceite en agua (O/W) a base de oleorresina deCúrcuma longa(ORC) para ser aplicada a bebida acuosa como una posible alternativa al uso de colorantes artificiales como la tartrazina. Se formularon y prepararon dos tipos de nanoemulsión: Oleorresina (EORC) y curcumina comercial 75 % (ECC). Estas se caracterizaron mediante el porcentaje de retención de curcumina (CR), contenido de fenoles totales (TPC); estabilidad física y tamaño de partícula (TP) por microscopía electrónica de transmisión (TEM). Se obtuvieron nanoemulsiones estables con TP de 10,201 nm y 13,847 para EORC y ECC respectivamente. EL CR hallado fue de 67,13 % (EORC) y 81,991 % (ECC); y, el contenido de fenoles para EORC fue de 35,466 y 36,128 mg EAGL/L para ECC. Igualmente, se obtuvieron bebidas acuosas a base de EORC con un CR de 80, 014 %. La bebida con EORC presentó mayor turbidez en comparación a la ECC y la tartrazina (control). Se obtuvieron nanoemulsiones y bebidas estables con aspectos diferenciables como color, turbidez, tamaño de partícula, separación de fases/tiempo. La EORC presentó mayor CR, por lo tanto, puede ser una alternativa potencial como colorante y antioxidante en bebidas acuosas.

ABSTRACT Curcumin counteracts over different pathologies like cancer or neurodegenerative diseases. However, its solubility is low in aqueous solutions therefore limiting its applicability. This study worked on obtaining an oil-in-water (O/W) stable oleoresin-based emulsion of Curcuma longa (ORC) to be applied into an aqueous beverage as an alternative to artificial colorants such as tartrazine. Two types of nanoemulsion were formulated and prepared: Oleoresin (EORC), and commercial curcumin 75 % (ECC). They were differentiated by percentage curcumin retention (CR), total phenol content (TPC); physical stability, and particle size (TP) under a Transmission Electron Microscopy (TEM). Two stable nanoemulsions were obtained with a TP of 10,201nm (EORC), and 13,847 nm for ECC. CR observed for EORC was 67,136 % and 8,991 % for ECC. Total Phenol content of 35,466 and 36,128 mg EAG/L respectively. Same way, aqueous beverages with EORC were processed and showed a CR of 80,014 %. EORC beverage presented higher turbidity compared to ECC and tartrazine (as control). Emulsions and beverages revealed settle aspects like color, turbidity; particles size or phase/time division. EORC exhibited greater CR which could be a possible alternative as colorant and antioxidant in aqueous beverages

Resumen En el presente estudio se investigó la biosorción del cromo hexavalente [Cr (VI)] utilizando un subproducto del nanche (Byrsonima crassifolia) en soluciones acuosas mediante el método batch, se evaluaron parámetros como el pH de la solución, concentración inicial del Cr (VI), dosis del adsorbente, tamaño de la partícula y tiempo de contacto. Los resultados obtenidos demostraron que existe una mayor remoción del Cr (VI) con un pH ácido en la solución, utilizando un tamaño de partícula < 2.00 mm y aumentando la dosis del adsorbente en la biosorción batch, además se obtuvo una remoción total del Cr (VI) bajo los siguientes parámetros: 50 mg /L de Cr (VI), 1 g de adsorbente/30 mL, pH: 2.0, tamaño de la partícula entre 2.00-2.38 mm y un tiempo de contacto de una hora. A partir del ajuste de los modelos cinéticos se determinó que el modelo Pseudo-segundo orden describe mejor la cinética de la adsorción. En general, el subproducto del nanche puede considerarse un adsorbente con la capacidad de remover al Cr (VI) de soluciones acuosas.

Abstract In the present study, the biosorption of hexavalent chromium [Cr (VI)] was investigated using a by-product of nanche (Byrsonima crassifolia) in aqueous solutions by the batch method, parameters such as solutions pH, initial concentration of Cr (VI), adsorbent dose, particle size and contact time were evaluated. The results obtained showed that there is a greater removal of Cr (VI) with an acidic pH in the solution, using a particle size < 2.00 mm and increasing the adsorbent dose in batch biosorption, in addition, a total removal of Cr (VI) was obtained under the following parameters: 50 mg/L of Cr (VI), 1 g of adsorbent / 30 mL, pH: 2.0, particle size between 2.00-2.38 mm and a contact time of one hour. From the adjustment of kinetic models, it was determined that the Pseudo-second order model better describes the adsorption kinetics. In general, the by-product of nanche can be considered an adsorbent with the ability to remove Cr (VI) from aqueous solutions.

RESUMEN Se determinaron las condiciones óptimas para maximizar el porcentaje de remoción de los metales pesados como iones Pb 2+ y Zn 2+ de soluciones binarias acuosas mediante el uso de una zeolita químicamente modificada llamado NeoniteMR. De la caracterización por DRX, FRX, FTIR y adsorción-desorción de N , se establece que el NeoniteMR está compuesto principalmente por la zeolita natural clinoptilolita, teniendo SiO2, Na2O, SO3 y Al2O3 como los componentes principales; la relación Si/Al fue de 3,8 y los principales cationes intercambiables son Na+, Ca2+ y K+, el área de superficie BET fue de 24,31 m2/g. El diseño Box Behnken para cuatro factores, [Pb2+], [Zn2+], dosis de Neonite y pH a tres niveles, fue usado para construir modelos cuadráticos de segundo orden, los que presentaron un coeficiente de determinación R2 ajustado de 0.8680 y 0.9614 para el porcentaje remoción de Pb 2+ y Zn 2+ respectivamente; finalmente estos modelos fueron validados mediante los análisis de residuales, distancia de Cook y el valor de apalancamiento. En base a los modelos, no hay una clara influencia de los factores en la remoción del Pb 2+ , mientras que el pH es muy influyente en la remoción del Zn 2+ . Usando la función de deseabilidad global se determinó que la máxima remoción de los iones plomo y zinc fue 98,80% y 93,48% respectivamente, a las condiciones óptimas de concentración de Pb 2+ y Zn 2+ de 20 ppm, dosis del Neonite de 442,42 mg/L y pH igual a 8.

ABSTRACT Optimal conditions were determined to maximize the removal percentage of heavy metals such as Pb2+ and Zn2+ ions from transparent binary solutions by using a zeolite chemically called Neonite™. From the characterization by XRD, XRF, FTIR and adsorption-desorption of N2, it is established that Neonite™ is mainly composed of the natural zeolite clinoptilolite, having SiO2, Na2O, SO3 and Al2O3 as the main components; the Si/Al ratio was 3,8 and the main exchangeable cations are Na+, Ca2+ and K+, the BET surface area was 24,31 m2/g. The Box Behnken design for four factors, [Pb 2+ ], [Zn 2+ ], Neonite dose and pH at three levels, was used to build second order quadratic models, which presented an adjusted coefficient of determination R2 of 0,8680 and 0,9614 for the removal percentage of Pb2+ and Zn2+ respectively; finally, these models were validated through residual analysis, Cook's distance and leverage value. Based on the models, there is no clear influence of the factors on the removal of Pb2+, while the pH is very influential on the removal of Zn2+. Using the global desirability function, it will be shown that the maximum removal of lead and zinc ions was 98,80% and 93,48%, respectively, at the optimal conditions of concentration of Pb 2+ and Zn 2+ of 20 ppm, dose of Neonite of 442,42 mg/L and pH 8.

RESUMEN El deterioro de las construcciones hechas con ignimbrita en el centro histórico de Arequipa, es un problema causado por el intemperismo, emisión de contaminantes industriales y biológicos, afectando su preservación. Se evaluó aplicar a la ignimbrita, polisiloxano funcionalizado con nanopartículas de plata (PXS-AgNPs), como recubrimiento para disminuir su porosidad, evitar su degradación y darle un efecto protector a su superficie. Las nanopartículas de plata (AgNPs) se sintetizaron, por reducción de nitrato de plata (AgNO3) con borohidruro de sodio (NaBH4), el polisiloxano se sintetizó por hidrólisis del clorosilano en agua y éter dietílico; que fue funcionalizado con AgNPs, mezclando soluciones acuosas de PXS y de AgNPs, obteniéndose un gel de color amarillo lechoso. Se aplicó PXS- AgNPs a la superficie de la ignimbrita y se realizaron pruebas de adsorción con solución de azul de metileno 1ppm, que se contrastó con ignimbrita sin PXS-AgNPs. Encontrando en la ignimbrita con PXS-AgNPs un porcentaje de recubrimiento del 85,98 % y en la ignimbrita sin PXS-AgNPs un porcentaje de recubrimiento del 61,04%, existiendo una diferencia de 36,65% de adsorción, demostrándose que con el PXS-AgNPs se mejora la protección de la ignimbrita. Se caracterizó la ignimbrita recubierta con PXS-AgNPs, por SEM EDX observando una estructura con cristalizaciones y una tenue capa cubriéndolas del PXS-AgNPs; por EDX se observa una señal por la presencia de plata; por FT/IR bandas a 981 cm-1 y 1243 cm-1 del siloxano; en el análisis por TGA una inflexión a 362.65ºC del punto de fusión del PXS, a 630,22°C por la descomposición del PXS, lo que indica que tiene resistencia térmica; en el análisis por ICP-masa se encontró 0.48 mg/K de Ag por su presencia en el PXS-AgNPs. En cuanto a la actividad antimicrobial del PXS-AgNPs, se encontró la disminución de mesófilos totales de 3950 UFC/g en la ignimbrita sin PXS-AgNPs a 125 UFC/g en la ignimbrita con PXS-AgNPs; los hongos disminuyeron de 4 UFC/g en la ignimbrita sin PXS- AgNPs a 1 UFC/g en la ignimbrita con PXS-AgNPs, lo que demuestra la efectividad del PXS-AgNPs ante la actividad microbiana. Todas las pruebas realizadas demuestran la efectividad del PXS-AgNPs como recubrimiento, tanto en el aspecto fisicoquímico como en la actividad microbiana, mejorando la protección de la ignimbrita.

ABSTRACT The deterioration of buildings made with ignimbrite in the historic center of Arequipa is a problem caused by weathering, emission of industrial and biological pollutants, affecting its preservation. It was evaluated to apply to the ignimbrite, polysiloxane functionalized with silver nanoparticles (PXS-AgNPs), as a coating to reduce its porosity, prevent its degradation and give a protective effect to its surface. Silver nanoparticles (AgNPs) were synthesized by reducing silver nitrate (AgNO3) with sodium borohydride (NaBH4), polysiloxane was synthesized by hydrolysis of chlorosilane in water and diethyl ether; which was functionalized with AgNPs, mixing aqueous solutions of PXS and AgNPs, obtaining a milky yellow gel. PXS-AgNPs were applied to the surface of the ignimbrite and adsorption tests were performed with 1ppm methylene blue solution, which was contrasted with ignimbrite without PXS-AgNPs. Finding in the ignimbrite with PXS-AgNPs a coverage percentage of 85.98% and in the ignimbrite without PXS-AgNPs a coverage percentage of 61.04%, with a difference of 36.65% adsorption, showing that with the PXS-AgNPs are enhanced protection of the ignimbrite. Ignimbrite coated with PXS-AgNPs was characterized by SEM EDX observing a structure with crystallizations and a thin layer covering them of PXS-AgNPs; by EDX a signal is observed by the presence of silver; by FT/IR bands at 981 cm-1 and 1243 cm-1 of the siloxane; in the TGA analysis, an inflection at 362.65ºC of the melting point of the PXS, at 630.22ºC due to the decomposition of the PXS, which indicates that it has thermal resistance; in the ICP-mass analysis, 0.48 mg/K of Ag was found due to its presence in the PXS-AgNPs. Regarding the antimicrobial activity of PXS-AgNPs, a decrease in total mesophiles was found from 3950 CFU/g in the ignimbrite without PXS-AgNPs to 125 CFU/g in the ignimbrite with PXS-AgNPs; fungi decreased from 4 CFU/g in the ignimbrite without PXS-AgNPs to 1 CFU/g in the ignimbrite with PXS-AgNPs, which demonstrates the effectiveness of PXS- AgNPs against microbial activity. All the tests carried out demonstrate the effectiveness of PXS-AgNPs as a coating, both in the physicochemical aspect and in the microbial activity, improving the protection of the ignimbrite.