Tesis EP Ingeniería Química

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Estudio comparativo de la adsorción de los iones Pb (II y Cu (II) en agua residuales sintéticas utilizando bagazo de caña de azúcar modificado con óxido de manganeso como bioadsorbente
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2026) Pérez Blancos, Yonathan; Núñez Venegas, Oscar Julio
El presente trabajo de investigación se realiza un estudio comparativo de los iones Pb (II) y Cu (II) en aguas residuales sintéticas para remediar el problema ambientad y de salud pública mediante la utilización del bagazo de caña de azúcar modificado con el absorbente óxido de manganeso debido al bajo costo que representa la materia prima orgánica. El método de estudio evaluó y comparó la eficiencia de adsorción del bagazo de caña de azúcar sin modificar y modificado con óxido de manganeso (MnO₂) para la remoción de los cationes Pb²⁺ y Cu²⁺ en aguas residuales sintéticas, con el fin de contribuir al tratamiento de aguas residuales sintéticas, y mitigar riesgos ambientales y de salud pública. Los resultados demostraron que el bagazo modificado presentó una mayor eficiencia en la remoción de ambos metales, para Pb²⁺, la concentración disminuyó en un 55.43 % en el bagazo sin modificar, y en el bagazo modificado a un 80.17 %; mientras que para Cu²⁺ las remociones fueron de 36.27 % y 65.50 %, respectivamente. La capacidad máxima de adsorción de Pb²⁺ alcanzó 6.21 mg/g en el material sin modificar y 8.31 mg/g en el modificado, mientras que para Cu²⁺ se obtuvieron 3.96 mg/g y 6.83 mg/g, respectivamente. El pH óptimo fue ligeramente ácido, registrándose la mayor remoción de Pb²⁺ a pH 5.16 y de Cu²⁺ a pH 5.37, con tiempos de contacto ideales entre 40 y 60 minutos dependiendo del tipo de adsorbente.
Evaluación preliminar técnica y económica de un biodigestor para producir biogás a partir de la codigestión de estiércol porcino y residuos orgánicos en Carabayllo
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2026) Chinchay Guillen, Karina Rita; Sandivar Rosas, Juana
La presente investigación tuvo como finalidad determinar la viabilidad técnica y económica de un biodigestor destinado a la producción de biogás mediante la codigestión de estiércol porcino y residuos orgánicos en el distrito de Carabayllo. El estudio adoptó un enfoque cuantitativo, de tipo aplicado, con un diseño no experimental y nivel descriptivo–evaluativo, basado en el análisis de información secundaria proveniente de manuales técnicos y literatura científica especializada. La evaluación técnica se realizó mediante la estimación indirecta de la cantidad de sustrato disponible, el dimensionamiento del biodigestor y la producción de biogás, considerando parámetros operativos recomendados para biodigestores tubulares de pequeña escala. Los resultados mostraron que, bajo un régimen mesofílico y un tiempo de retención hidráulica de 35 días, un biodigestor tubular de 9 m³ permitiría una producción aproximada de 5,4 m³ de biogás por día, valor técnicamente viable para usos energéticos básicos. La evaluación económica se desarrolló a través de un flujo de caja proyectado a siete años, utilizando una tasa anual de descuento del 10%. El análisis evidenció un VAN (valor actual neto) positivo y una TIR (tasa interna de retorno) superior a la tasa de descuento, lo que indicó que el proyecto resulta económicamente viable bajo los supuestos considerados. En conclusión, la valorización de estiércol porcino y residuos orgánicos mediante biodigestión anaeróbica de forma preliminar constituye una alternativa técnica y económicamente viable para la producción de biogás en contextos periurbanos, enmarcándose en estrategias que se alinean con la salud y el bienestar de las personas y la acción climática, correspondientes a los Objetivos de Desarrollo Sostenible 3 y 13, mediante la gestión sostenible de residuos, el aprovechamiento de energías limpias y la mitigación de emisiones asociadas al manejo inadecuado de residuos orgánicos. La limitada disponibilidad de estudios similares a nivel nacional resalta su aporte como referencia para futuras investigaciones en contextos locales como el distrito de Carabayllo.
Implementación del pilar de mantenimiento de la calidad (MQ) de la metodología TPM² para la eliminación de defectos críticos en la producción de pañales desechables
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2026) Huaman Gonzales, Vanessa Liset; Miñope Ramos, Gianpierre Alfredo; Leyva Caballero, Máximo Medardo
El estudio evalúa el impacto de la implementación del Pilar de Mantenimiento de la Calidad (MQ) del modelo Total Productive Maintenance (TPM) en la reducción de defectos críticos durante la producción de pañales desechables. La investigación parte de la identificación de una problemática recurrente relacionada con defectos que afectan la funcionalidad del producto y generan costos asociados a reprocesos, recortes y reclamos. En una primera etapa se diagnosticó el desempeño del proceso productivo y se cuantificaron los Costos de No Calidad derivados de la fabricación. La propuesta metodológica contempló el diseño e implementación de los pasos del Pilar MQ, priorizando la estandarización de condiciones óptimas de los equipos, la elaboración de estándares de inspección y la capacitación del personal operativo con el fin de estabilizar los parámetros críticos del proceso y reducir las causas raíz de los defectos. Durante el estudio se analizaron dos defectos críticos por su frecuencia e impacto: el desprendimiento de cintas y el acartonamiento de colchoneta. Los resultados evidenciaron que, tras la implementación del pilar, el desprendimiento de cintas se redujo significativamente, registrándose un solo evento durante el periodo evaluado, mientras que el acartonamiento de colchoneta no presentó reincidencias. Asimismo, los Costos de No Calidad disminuyeron en 18,46 %, equivalente a 507 494 pañales y un ahorro estimado de USD 38 062 en los primeros ocho meses posteriores a la implementación. Se concluye que la estandarización y el control sistemático del proceso contribuyen de manera significativa a la mejora de la calidad y la eficiencia en la producción de pañales desechables.
Síntesis, caracterización y aplicación de un biocarbón elaborado de raíces de Chrysopogon zizanioides (Vetiver) para Optimizar la remoción por el proceso de adsorción de azul de metileno y verde malaquita de Aguas Contaminadas Sintéticamente
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2026) Conque Araujo, Juan Guido; Sotomayor Rubina, Daniela Sarai; Vicuña Galindo, Eder Clidio
El presente estudio tuvo como objetivo sintetizar un biocarbón a partir de raíces de Chrysopogon zizanioides (vetiver) mediante carbonización bajo oxígeno limitado, caracterizarlo por FTIR, BET, SEM y PZC, y aplicarlo en la remoción de azul de metileno y verde malaquita en aguas contaminadas sintéticamente. La optimización fue mediante la Metodología de Superficie de Respuesta con un Diseño Experimental Box–Behnken, considerando como variables la concentración inicial del colorante, la dosis de adsorbente y el pH de operación. Los resultados del Diseño Box Behnken evidenciaron remociones máximas de 99.62 % para azul de metileno y 99.33 % para verde malaquita. Adicionalmente, las capacidades máximas de adsorción fueron de 150.50 mg/g para azul de metileno bajo condiciones de 550 mg/L, 1.5 g/L de dosis de adsorbente y un valor de pH 10, mientras que para verde malaquita de 562.38 mg/g en las condiciones de 1000 mg/L, 1.5 g/L de dosis de adsorbente y un valor de pH 7. La adsorción de los colorantes se ajustó mejor al modelo de Langmuir y Freundlich, respectivamente, de tal manera que la capacidad máxima teórica de adsorción azul de metileno fue de 188.68 mg/g, obteniendo así resultados competentes ante diferente biocarbones y carbones activados.
Diseño de un sistema automatizado de limpieza CIP (Clean-In-Place) para la mejora del rendimiento y aseguramiento de la inocuidad de la línea de leche evaporada de una industria láctea
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2026) Castillo Landeo, Sofia Isabel; Mendoza Zavala, Roxana Denisse; Vicuña Galindo, Eder Clidio
En la producción de leche evaporada, la limpieza de los equipos es un aspecto crítico sin embargo algunas empresas aún emplean métodos manuales, lo cual puede generar deficiencias en la calidad del producto. Esta problemática evidencia la necesidad de implementar nuevas tecnologías que permitan procesos de limpieza eficientes y alineados a las normativas del sector lácteo. En este contexto, el principal objetivo de esta investigación es diseñar un sistema automatizado CIP orientado a mejorar el rendimiento operativo y asegurar la inocuidad en la línea de leche evaporada en una empresa láctea en Arequipa, Perú. La metodología se estructura en tres etapas, en primera instancia, se identificaron los factores que afectan al rendimiento operativo en los procesos actuales de limpieza. En la segunda, se estableció los valores de los parámetros críticos a partir de manuales técnicos de ingeniería obteniendo un ahorro de 15 a 30 minutos en el tiempo de limpieza, además se elaboró el diagrama P&ID con el fin de representar el flujo y la configuración del sistema. Finalmente, de la evaluación económica realizada se obtuvieron resultados como un VAN de $601,439, TIR 20.6% y un ROI de 1.5, lo cual demuestra la rentabilidad del diseño planteado.
Implementación de un tablero de control en MATLAB App Designer para el monitoreo de la temperatura y tiempo de pasteurización en el proceso de elaboración del néctar de membrillo
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2026) Aquise Gutierrez, Maria del Carmen; Cárdenas Ruiz, Jorge Luis
La investigación tuvo como objetivo diseñar e implementar un tablero de control desarrollado en MATLAB App Designer e integrado con sensores y tecnología Arduino para el monitoreo en tiempo real de la temperatura y el tiempo de pasteurización durante la elaboración de néctar de membrillo. El estudio abordó la problemática de la variabilidad y la limitada precisión asociadas al control manual de estos parámetros, proponiendo una solución digital orientada a optimizar el proceso térmico, mejorar la calidad fisicoquímica y sensorial del producto y fortalecer la trazabilidad en la planta de producción. El sistema permitió registrar, procesar y visualizar variables críticas mediante una interfaz intuitiva, además de comparar lecturas digitales con instrumentos tradicionales tras un proceso de calibración; asimismo, incorporó módulos de análisis estadístico y funciones de exportación de datos para facilitar la documentación y la toma de decisiones. La validación en condiciones reales evidenció mejoras en la estabilidad del proceso, reducción de errores humanos y mayor consistencia en los parámetros de pasteurización. En conjunto, la propuesta contribuye a la digitalización y modernización de la industria agroindustrial frutícola, promoviendo prácticas de control más eficientes y confiables y fortaleciendo la competitividad de los derivados del membrillo en el mercado peruano.
Evaluación Técnica-Económica del Diseño e Integración de una Columna Pre-Flash con Crudo Brasileño para Incrementar la Producción de Gasolina en una Refinería Peruana, empleando el Software Aspen Hysys
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2026) Cachay Valdivia, Ofelia Milagros; Vargas Sanca, Abel Junior; Fernández Guzmán, Víctor Manuel
La presente investigación analiza la vulnerabilidad operativa de la Refinería Iquitos frente a interrupciones logísticas asociadas a su dependencia del transporte fluvial —evidenciada durante el estiaje de agosto de 2024— y a sus limitaciones tecnológicas, como la operación con una única unidad de destilación primaria, lo que restringe el aprovechamiento del crudo y la producción de gasolinas y destilados, combustibles de mayor demanda regional. En este contexto, se propone la implementación de una columna Pre-flash como alternativa tecnológica para optimizar la separación previa del crudo ligero brasileño, incrementar la producción de gasolinas y mitigar el riesgo de desabastecimiento. El estudio evalúa la viabilidad técnica y económica de la propuesta mediante la simulación del proceso con el software Aspen HYSYS V.15 y la estimación de la inversión fija utilizando el método del costo modular. Los resultados evidencian que la incorporación simulada de la columna Pre-flash incrementa el rendimiento de gasolina de 5,87 % (0,38 MBPD) a 9,79 % (0,82 MBPD), representando una mejora de 3,92 %, además de reducir la carga térmica del horno de 27 143 313 BTU/h a 24 790 000 BTU/h, equivalente a un ahorro energético de 8,67 %. La inversión fija estimada asciende a USD 6 645 011,28 como referencia conceptual, lo que respalda la factibilidad técnica preliminar de la propuesta para fortalecer la eficiencia operativa y la seguridad energética en la región amazónica.
Evaluación de seguridad e impacto operativo por ampliación de capacidad de almacenamiento en 40 MB de un tanque de techo tipo domo para gasolinas, nafta craqueada primaria según el D.S. N° 017-2013-EM
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2026) Crespo Placido, Marcelo Franco; Castellanos Borrero, Esteban Cristobal
La investigación evalúa el cumplimiento del Decreto Supremo N° 017-2013-EM y sus modificatorias en un tanque de almacenamiento de techo tipo domo con capacidad de 40 000 barriles, destinado a gasolinas, nafta craqueada y nafta primaria, cuya puesta en operación permitió ampliar la capacidad de almacenamiento de una instalación de hidrocarburos. El estudio analiza el impacto operativo y de seguridad asociado a dicha ampliación, considerando riesgos operativos, industriales y ambientales, así como la observancia del marco normativo vigente. Se empleó una metodología descriptiva, aplicada y cualitativa, sustentada en la revisión de planos técnicos (P&ID), memoria de cálculo, normativa peruana y estándares internacionales como NFPA 15 y API 650, además de la simulación hidráulica mediante AFT Fathom 13 para validar la operatividad del sistema contra incendio (enfriamiento y extinción) ante dos escenarios de incendio. Asimismo, se aplicó la metodología HAZOP para el análisis cualitativo de riesgos y se evaluó la pertinencia de LOPA para la identificación de escenarios críticos. Los resultados evidencian que el tanque cumple íntegramente con los requisitos del Decreto Supremo y los estándares internacionales aplicables; la simulación confirmó la suficiencia de la reserva de agua y el cumplimiento de NFPA 15; y el análisis HAZOP determinó que los escenarios evaluados presentan riesgos aceptables con salvaguardas verificables, por lo que no se requiere un análisis LOPA adicional. En conclusión, el diseño, construcción y operación del tanque se encuentran alineados con la normativa peruana, estándares internacionales y buenas prácticas de la industria, garantizando la seguridad operacional de la instalación.
Elaboración de una bebida mix de naranja (Valencia) y zanahoria (Criolla), con alto contenido de vitamina C y vitamina A
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2026) Quintana Vargas, Juan Carlos; Robles Calderón, Roberto
El sector agroindustrial de bebidas presenta una creciente demanda por productos innovadores, impulsada por consumidores que priorizan formulaciones naturales, con mayor contenido de vitaminas y bajo aporte calórico. En este sentido, se hace necesario promover el consumo de frutas debido a su aporte de compuestos antioxidantes y beneficios funcionales para la salud. En ese sentido, el presente trabajo de investigación tuvo como propósito la elaboración de una bebida mix de naranja Valencia y zanahoria Criolla con alto contenido de vitamina C y vitamina A, a las condiciones: concentración de pulpa de 15% 20% 25%, y a temperaturas de 75, 85, 90 °C, manteniendo constante los grados °Brix (12), pH (3,8) y la mezcla de pulpa a la relación de 60 % de pulpa de naranja valencia y 40 % de pulpa de zanahoria criolla, las pruebas experimentales se realizaron en el Laboratorio de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional Mayor de san Marcos, para determinar la bebida con mayor aceptación de propiedades organolépticas se realizó la prueba hedónica de nueve puntos a las 9 bebidas, se evaluó el color, olor, sabor y aceptación de cada prueba mediante 30 encuestados no entrenados, en la cual la prueba 9 presentó la mayor aceptación sensorial y características organolépticas obteniéndose con 25 % de mezcla de pulpa con pH de 3.82 y 12 º Brix la cual se trató a 90 º C en el proceso de pasteurización, a esta bebida se realizó el análisis de vitamina C y vitamina A obteniéndose 76.65 mg/100 mL y 400.92 µg de retinol/100 mL respectivamente, así mismo, se realizó los análisis microbiológicos en el Instituto de Investigación Nutricional, los cuales resultaron bajo los parámetros establecidos por la Norma sanitaria que establece los criterios microbiológicos de calidad sanitaria e inocuidad para los alimentos y bebidas de consumo humano – MINSA/DIGESA.
Evaluación y optimización de la capacidad adsorbente de las hojas de Eucalyptus Globulus activadas químicamente con sulfato de aluminio para la remoción de Cr (VI) en agua contaminada
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2026) Contreras Salca, Johany Liz; Vicuña Galindo, Eder Clidio
La investigación tuvo como objetivo sintetizar un biosorbente a partir de hojas pulverizadas de Eucalyptus globulus activadas con sulfato de aluminio, con la finalidad de optimizar las condiciones experimentales para la remoción de cromo hexavalente [Cr (VI)] mediante el diseño experimental Box–Behnken y la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM). El análisis FTIR del biosorbente activado y no activado evidenció cambios de intensidad y desplazamientos en los grupos funcionales C=O, C–O y O–H, lo que indica su participación activa en el proceso de adsorción. Se evaluaron concentraciones iniciales de Cr (VI) entre 25 y 75 ppm, pH de 2 a 5.6 y dosis de biosorbente de 1 a 5 g/L, manteniendo una temperatura de 25 °C y una agitación de 500 rpm durante 60 minutos. El análisis ANOVA determinó que el pH fue el factor con mayor influencia significativa en la eficiencia de remoción. Mediante la RSM se predijeron condiciones óptimas que permitieron alcanzar una remoción del 100 % y una capacidad de adsorción de 36.83 mg/g, con una función de deseabilidad máxima de 0.888. Los resultados demuestran que el biosorbente desarrollado presenta una alta eficiencia para la remoción de Cr (VI) en concentraciones de hasta 75 mg/L, operando a pH cercanos a 2 y cumpliendo con los Valores Máximos Admisibles (VMA), lo que evidencia su potencial aplicación en el tratamiento de aguas contaminadas.
Análisis comparativo entre la cal comercial y la obtenida de cáscara de huevo para ser utilizada en la clarificación del jugo de caña de azúcar
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Velasquez Valencia, Roger Jack; Luna Hernández, Manuel Jesús
El óxido de calcio, conocido comercialmente como cal, es un insumo fundamental en el proceso de clarificación del jugo de caña de azúcar, cuya creciente demanda está asociada al desarrollo de la industria azucarera; sin embargo, su producción a partir de la explotación de roca caliza genera impactos ambientales que comprometen la sostenibilidad, lo que impulsa la búsqueda de alternativas más ecológicas. En este contexto, la cal obtenida a partir de cáscara de huevo surge como una opción viable al provenir de un residuo orgánico con alto contenido de CaO, por lo que la investigación se orienta a evaluar comparativamente su eficacia frente a la cal comercial en la clarificación del jugo de caña de azúcar. El estudio se desarrolla mediante la recopilación de información documental y bibliográfica para identificar los parámetros experimentales que influyen en el proceso, seguida de la evaluación de la eficiencia de ambos tipos de cal a través de análisis fisicoquímicos del jugo clarificado, considerando indicadores como turbidez, color, °Brix y pH, utilizando como material de estudio muestras de jugo de caña tratadas con cal comercial y con cal obtenida de cáscara de huevo. Posteriormente, se realiza un análisis comparativo apoyado en pruebas estadísticas para determinar diferencias significativas entre ambos tratamientos. Los resultados esperados indican que la temperatura y el pH son los parámetros más influyentes en la clarificación y que tanto la cal comercial como la cal obtenida de cáscara de huevo presentan altas eficiencias, lo que sugiere que esta última constituye una alternativa sostenible y técnicamente viable para el proceso de clarificación del jugo de caña de azúcar.
Evaluación de los Valores Máximos Admisibles (VMA) en efluentes no domésticos de las empresas gastronómicas en la Región Ica-Perú aplicando trampas de grasas en paralelo
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) López Artica, Oscar Augusto; Núñez Venegas, Oscar Julio
El estudio empleó un diseño cuantitativo experimental con 38 muestras de trampas de grasa simple, con el objetivo de evaluar su eficacia en la reducción de contaminantes líquidos generados por usuarios no domésticos en la provincia de Nasca, región Ica. Los parámetros analizados —aceites y grasas, demanda bioquímica de oxígeno (DBO₅), demanda química de oxígeno (DQO), sólidos suspendidos totales (SST), pH y sólidos sedimentables— fueron evaluados conforme al Decreto Supremo N.º 010-2019-VIVIENDA. Mediante un análisis de causa-efecto (diagrama de Ishikawa), se identificaron las principales causas del incumplimiento de los Valores Máximos Admisibles (VMA), entre ellas las prácticas inadecuadas de limpieza, el uso de trampas obsoletas, la falta de capacitación en mantenimiento, las altas temperaturas regionales, la baja frecuencia de inspecciones y el uso de configuraciones en serie de baja eficiencia. Como alternativa, se propuso un sistema de trampas de grasa en paralelo, de bajo costo y fácil mantenimiento, que aborda los factores identificados. Los resultados mostraron reducciones del 78% en grasas (≤50 mg/L), 70% en DBO₅ (≤250 mg/L), 85% en SST (≤100 mg/L) y estabilización del pH dentro del rango permitido (6,5–8,5), además de una disminución de sólidos sedimentables por debajo del VMA (≤50 mg/L). Tras la implementación, el 89% de las empresas evaluadas cumplió con los VMA establecidos, se reportó una reducción del 60% en obstrucciones y se capacitó al 85% de los trabajadores en buenas prácticas ambientales, contribuyendo al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) 6 y 12. Este enfoque integral, respaldado por el análisis del diagrama de Ishikawa, demuestra que el sistema de trampas de grasa en paralelo constituye una solución técnico-social replicable en contextos con problemáticas similares.
Análisis de Ciclo de Vida de Aceites Lubricantes Usados, para Reducir la Contaminación Ambiental empleando el Proceso de Re-Refinación
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Herrera Salazar, Allyson Melina; Ortega Montero, Amed Enrique; Luna Hernández, Manuel Jesús
La presente investigación tuvo como objetivo realizar un Análisis de Ciclo de Vida (ACV) de los aceites lubricantes usados (ALU) con el propósito de reducir la contaminación ambiental. Este estudio se enmarca en la necesidad de evaluar los impactos ambientales asociados a los procesos industriales y su relación directa con las alteraciones negativas que estos generan sobre el entorno natural. El ACV se aplicó considerando dos procesos principales: la re-refinación, que permite la reutilización del aceite como materia prima oleoquímica, y su disposición final como residuo en rellenos sanitarios. El análisis se desarrolló utilizando el software OpenLCA, elaborándose un inventario de emisiones a partir de datos obtenidos mediante entrevistas y una visita técnica a la empresa CILSA, que cuenta con una planta de re-refinación de ALU. La información se complementó con datos provenientes de la base OpenLCA Nexus: OzLCI2019E. La cuantificación de los impactos ambientales se efectuó mediante las metodologías CML Línea Base y ReCiPe Endpoint (E). Los resultados revelaron que, en el proceso de re-refinación, la etapa con mayor contribución al impacto ambiental corresponde a la destilación y acidificación, debido principalmente al consumo de gas y las emisiones generadas durante la deshumidificación del aceite a altas temperaturas. El análisis comparativo evidenció que la re-refinación de los ALU es ambientalmente más sostenible que su disposición final en rellenos sanitarios. En conclusión, la aplicación del ACV en procesos industriales permite identificar las etapas de mayor impacto ambiental y orientar la implementación de mejoras que promuevan la sostenibilidad y reduzcan la contaminación.
Mejora del rendimiento de un enfriador de agua (chiller) mediante el cambio de agua blanda por agua tratada por ósmosis inversa como agua de alimentación
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Sanchez Hilario, Gady Milagros; Vicuña Galindo, Eder Clidio
La presente investigación tiene como objetivo evaluar el impacto técnico y operativo de la incorporación de un sistema de ósmosis inversa para tratar el agua blanda utilizada como alimentación en un sistema de enfriamiento por chiller, a fin de mejorar la calidad del agua y el desempeño térmico del equipo. Se propone como solución la incorporación de un sistema de ósmosis inversa (OI) para tratar el agua blanda actualmente utilizada, lo que permite remover eficientemente sólidos disueltos totales (TDS), iones multivalentes (TDS), iones multivalentes (Ca²⁺, Mg²⁺, 𝑆𝑂2−), sílice, materia orgánica y microorganismos, obteniendo así un agua de alta pureza, ideal para sistemas térmicos cerrados. Con el objetivo de abordar de manera sistemática esta propuesta de tratamiento complementario del agua blanda mediante ósmosis inversa en el sistema de refrigeración por chiller, este capítulo se estructura según el diagrama de flujo metodológico diseñado para evaluar la viabilidad de dicha solución. Dicho enfoque considera nueve etapas secuenciales: desde el diagnóstico técnico del sistema actual hasta la evaluación técnica, económica y ambiental del tratamiento propuesto, así como los criterios de replicabilidad.
Sistema de Gestión de la Calidad basado en la Norma ISO 9001:2015 para optimizar el desempeño en una planta incubadora de huevos Lima, 2025
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Espinal Ojeda, Luis Martin; Calvay Castillo, José Orlando
La presente investigación desarrolla la implementación de un Sistema de Gestión de la Calidad (SGC) basado en la norma ISO 9001:2015 en una planta incubadora de huevos, con el propósito de optimizar el desempeño para mejorar la eficiencia operativa, fortalecer la trazabilidad del proceso y reducir las no conformidades. Se empleó un diseño de investigación de tipo longitudinal con enfoque cuantitativo, utilizando listas de verificación normativas, encuestas al personal, entrevistas y análisis de registros antes y después de la implementación. Mediante la aplicación del ciclo PHVA y herramientas de mejora continua, se evidenció un incremento significativo en el cumplimiento de los requisitos normativos (del 49 % al 89 %), así como una mejora en la documentación de procesos, la comunicación interna, la capacitación del personal técnico y el control de actividades críticas como incubación, vacunación y entrega. La propuesta incluye procedimientos, formatos y programas específicos que aseguran la sostenibilidad del sistema implementado. Los resultados permiten concluir que la aplicación del SGC contribuye significativamente al ordenamiento y control del proceso productivo, siendo un modelo replicable para otras plantas agroindustriales con condiciones similares.
Simulación del Sedimentador Secundario usando el Modelo Matemático Bürger-Diehl para Evaluar la Calidad del Agua Tratada de la PTAR Cieneguilla
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Correa Altamirano, Ximena; Vicuña Galindo, Eder Clidio
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo principal evaluar la capacidad de simulación del modelo matemático de Bürger-Diehl, implementado en el lenguaje de programación Python, para determinar la eficiencia del proceso de remoción en un sedimentador secundario de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) Cieneguilla. La investigación fue de tipo cuantitativo, básico de nivel aplicativo, con un diseño experimental. La metodología comprendió la formulación del modelo matemático a partir de la revisión bibliográfica y la recopilación de datos operacionales, implementándose en Python para la resolución numérica y graficación de resultados. Se aplicaron los diseños estadísticos de Plackett-Burman y factorial completo 2² con el apoyo del software Minitab. La muestra se conformó por los valores de parámetros hidráulicos, operacionales y geométricos característicos del sedimentador secundario de la PTAR. Los resultados demostraron una eficiencia de remoción de Sólidos Suspendidos Totales (SST) del 88,8 % para un caudal de purga de 50 000 L/día, reduciendo la concentración de 200 mg/L en el afluente a 22,437 mg/L en el efluente. El análisis de sensibilidad indicó que la fracción de sólidos no sedimentables (fns) es el parámetro más influyente sobre la calidad del efluente, mientras que los factores geométricos mostraron que el área del sedimentador tiene un efecto significativo en la eficiencia de remoción. Se concluye que la simulación basada en el modelo de Bürger-Diehl, desarrollada en Python, constituye una herramienta confiable para reproducir y predecir el comportamiento de los perfiles de SST en las zonas de clarificación, transición y compresión del sedimentador, aportando una base sólida para la optimización operativa de sistemas de tratamiento de aguas residuales.
Comparación de las propiedades de las nanopartículas de óxido de zinc sintetizadas por método verde y químico
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) León Jimenez, Daniel Armando; Hurtado Agramonte, Mellany de Fatima; Carranza Oropeza, María Verónica
Las nanopartículas tienen una amplia aplicación en distintas áreas debido a sus propiedades mejoradas de área superficial y tamaño nanométrico. Particularmente, en el área de agricultura, se han desarrollado innovadores nanomateriales como los nanofertilizantes, nanopesticidas, nanoherbicidas y nanosensores. Estas nanopartículas pueden ser obtenidas por distintos métodos de síntesis. En el presente proyecto se sintetizaron nanopartículas de óxido de zinc por el método químico y verde para comparar las propiedades de tamaño y forma que puedan ser utilizados como nanofertilizantes. Esta síntesis permitió proyectar finalmente un diagrama de proceso preliminar de su producción para facilitar su escalamiento para posteriores estudios. Para la síntesis se evaluaron los parámetros del proceso más relevantes de ambos métodos. Para el caso de la síntesis por el método verde, se consideró evaluar dos ratios: Hoja de Moringa Oleifera/agente precursor (nitrato de zinc) de 6g/1.5g y 12g/1.5g, mientras que para el método químico se establece un ratio estándar según sus estequiometrias, siendo esta 1.3g KOH/3g agente precursor (nitrato de zinc). Las nanopartículas obtenidas mediante ambos métodos se sometieron a un tratamiento térmico para poder obtener finalmente la nanoestructura con características deseadas de tamaño menores de 50 nm y forma esférica. Así, para esta etapa se evaluaron temperaturas de calcinación de 400°C y 500°C y tiempos de calcinación de 2 h y 3 h. Los resultados óptimos que se obtuvieron en ambos métodos son proyectados para un escalamiento preliminar a través de un diagrama de flujo de proceso para ver que método sería más conveniente tanto a nivel de equipos y costo ambiental, tal que el producto represente una potencial aplicación en la industria agrícola como nanofertilizante.
Optimización de parámetros de reacción del proceso fenton para la remoción de color y DQO de aguas residuales de un centro de beneficio animal mediante la metodología de superficies de respuesta
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Romero Jacinto, Miguel Fernando; Leyva Caballero, Máximo Medardo
La presente investigación tuvo como objetivo optimizar tres parámetros clave del proceso Fenton —pH, concentración de peróxido de hidrógeno (H₂O₂) y sulfato ferroso heptahidratado (FeSO₄·7H₂O)— para el tratamiento de aguas residuales generadas en un centro de beneficio animal. Estas aguas, caracterizadas por su alta carga orgánica y baja biodegradabilidad (índice DBO₅/DQO < 0.3), representan un riesgo ambiental considerable si se vierten sin tratamiento previo. Se aplicó un diseño experimental Box-Behnken en el marco de la metodología de superficies de respuesta, realizando 18 ensayos y evaluando la remoción de demanda química de oxígeno (DQO) y color, con el apoyo del software Minitab. Los resultados mostraron remociones superiores al 98% de DQO bajo condiciones optimizadas de FeSO₄ = 2800 mg/L, H₂O₂ = 1438.38 mg/L y pH = 3.5; y superiores al 99% en color con FeSO₄ = 2428.3 mg/L, H₂O₂ = 1200 mg/L y pH = 2.5. Las concentraciones finales alcanzadas estuvieron por debajo de los límites internacionales recomendados por la Guía sobre Medio Ambiente, Salud y Seguridad para el Procesamiento de Carne del Banco Mundial (DQO < 250 mg/L). Estos resultados son especialmente relevantes en el contexto peruano, donde aún no existen límites máximos permisibles específicos para efluentes de mataderos, aunque se encuentra en curso un proyecto normativo. La implementación del proceso Fenton optimizado podría mejorar significativamente la calidad del agua vertida, reduciendo el impacto ambiental y contribuyendo a la protección de los ecosistemas acuáticos y la salud pública.
Optimización de las variables del proceso de cementación del sistema cobre-aluminio para la recuperación de cobre presente en los efluentes ácidos del decapado químico
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Cruzado Carpio, Bryan Ariel; Leon Quispe, Brayan Yair; Calvay Castillo, José Orlando
La investigación se enmarca en un enfoque cuantitativo, de tipo experimental y aplicado, con el propósito de optimizar el proceso de cementación del sistema cobre-aluminio para maximizar la recuperación de cobre presente en efluentes ácidos procedentes del decapado químico, contribuyendo al cumplimiento del Objetivo de Desarrollo Sostenible Producción y Consumo Responsables (ODS 12). Mediante la metodología de Taguchi y un diseño ortogonal L8(2⁷), se identificaron las variables más influyentes en la recuperación de cobre: concentración inicial de cobre, tiempo de cementación, concentración de H₂O₂, relación área/volumen, concentración de H₂SO₄ y concentración de NaCl. Posteriormente, se aplicó la Metodología de Superficie de Respuesta (MSR) para modelar estadísticamente el proceso y determinar las condiciones óptimas de operación. Bajo dichas condiciones, se alcanzó una recuperación de cobre del 93 %, validando la reproducibilidad y el escalamiento del proceso a nivel piloto con una desviación del 8 % respecto a los valores predichos.
Maximización de la Recuperación de Zinc del Residuo de la etapa de Reducción Ácida de la Refinería Nexa Resources
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Limaymanta Llallire, Jasmin Shandal; Vicuña Galindo, Eder Clidio
La investigación se centró en la valorización del concentrado pretratado (CPT), residuo generado en la refinería Nexa Resources durante la etapa de reducción ácida, cuyo volumen anual asciende a 50 000 toneladas y cuya alta humedad, azufre y sílice limitan su aprovechamiento en procesos tradicionales de tostación. El estudio evaluó la incorporación controlada de CPT en la pulpa que alimenta la reducción ácida, mezclada con concentrado fresco de zinc, con el propósito de maximizar la recuperación del metal y disminuir la acumulación de residuos. Se aplicó un diseño experimental ANOVA de un factor con dos bloques, considerando cinco niveles de dosificación (0 %, 5 %, 10 %, 15 % y 20 %) y dos calidades de CPT, bajo condiciones de laboratorio (85 °C y 4 horas de reacción) y validación industrial durante cinco meses. Los principales indicadores analizados fueron la conversión de Fe³⁺ a Fe²⁺, la generación de residuos y la eficiencia de la separación sólido–líquido, obteniéndose como resultado que una dosificación del 10 % de CPT permite mantener un desempeño operativo estable, con una reducción significativa tanto en el consumo de concentrado de zinc como en el stock acumulado de residuo.

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