CATÁLISIS AMBIENTAL

[pic 1][pic 2]ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE CIENCIAS

ESCUELA DE CIENCIAS QUÍMICAS

CARRERA DE QUÍMICA                

INTEGRANTES:                                          CÓDIGOS:    

CHONGA AGUALSACA VIVIANA CAROLINA                 390

GUANOLUISA ÑACATO ALISSON GABRIELA                367

QUITO PINTA IVETTE NATHALY                                     465

SARMIENTO SAETEROS LEIDY VIVIANA                        467

YÁNEZ NARANJO MARA LISBET                                     765

CURSO: 5to “A”

QUÍMICA FÍSICA II

TEMA:

CATÁLISIS AMBIENTAL

GRUPO  D-3

1. Introducción:

1. DESCRIPCIÓN DEL TEMA:

La contaminación ambiental se ha considerado como uno de los principales desafíos debido al rápido desarrollo de la urbanización e industrialización. Considerando estos desafíos, proporcionando un medio ambiente verde y saludable es fundamental para el futuro desarrollo sostenible. En años recientes, se han realizado avances significativos en la síntesis, comprensión mecanicista y aplicaciones innovadoras de nuevos catalizadores para problemas ambientales. Estos nuevos catalizadores han encontrado amplias aplicaciones en diferentes modas. (Dong et al., 2019)

Muchos estudios de investigación han informado que la exposición crónica a los productos químicos tóxicos, incluso en concentraciones bajas, pueden causar efectos adversos sobre la salud de los seres humanos y los animales. Por lo tanto, es necesario desarrollar tecnologías apropiadas para eliminar estos contaminantes químicos tóxicos. Entre las tecnologías empleadas, las basadas en catalizadores por lo que estos procesos han recibido más atención en los últimos años debido a algunas ventajas que ofrecen. Los procesos catalíticos han ayudado a las industrias químicas, medioambientales y al desarrollo de la sociedad humana. La catálisis ambiental es un campo de investigación multidisciplinar que combina la ingeniería química, química y de materiales para mejorar la salud humana y la calidad de vida, el desarrollo de catalizadores y procesos robustos y eficientes son siempre necesario para suprimir los efectos de los tóxicos peligrosos en aire, suelo, aguas residuales contaminados, etc. (Dong et al., 2019)

La catálisis ambiental se dio a conocer en 1992 su principal fundadora es la profesora Consuelo Montes de C, este grupo está unido al Departamento de Ingeniería Química situado en la Universidad de Antioquia, este grupo tiene como objetivo dar soluciones e investigar prácticas para reducir el impacto ambiental que hoy en día se presenta por medio del desarrollo de tecnologías preventivas y correctivas. (Kondarides et al., 2020). La eliminación de NOX, COx y SOx son temas emergentes en la catálisis ambiental. Las tecnologías catalíticas para el tratamiento del agua y la eliminación de compuestos orgánicos volátiles y el uso de tecnología fotocatalítica en la protección del medio ambiente también pueden ser considerados como importantes temas a investigar. En los últimos años, los procesos de conversión y utilización de CO2 han recibió más atención para reducir el impacto negativo de estos gases de efecto invernadero sobre el cambio climático para lo cual se requiere optar por estrategias.(Rezaei, 2021).

El objetivo principal de la presente investigación está basado en el estudio de la catálisis ambiental a su vez los efectos que se han producido sobre el ambiente y soluciones prácticas, así como dar a conocer las nuevas estrategias para la reducción del impacto ambiental mediante el desarrollo de tecnologías defensoras y correctoras útiles. Se hablará sobre el mejoramiento energético y ambiental de proceso, los gases efecto invernadero, control de la contaminación del aire, eliminación y reducción de compuestos orgánicos volátiles, además las transformaciones químicas para un desarrollo sostenible y se dará a conocer las aplicaciones de las enzimas en la industria alimentaria, óxidos de nitrógeno, a su vez la reducción de residuos como biodiesel, biomasa etc.

1. DESARROLLO

1. MEJORAMIENTO ENERGÉTICO Y AMBIENTAL DE PROCESOS 

Los catalizadores ambientales en las últimas décadas se han convertido de gran importancia a la aplicación de procesos y tecnologías relacionadas con el medioambiente, bien sea para mejorar la productividad ya existente, disminuyendo el desarrollo de especies contaminantes o para evitar la contaminación en los dsitributarios de instalaciones o procesos antes de que éstos sean desprendidos definitivamente. Por tanto, se centra en el estudio del efecto de la integración de etapas de reacción y separación, en procesos de interés industrial o ambiental.

1. Enzimas para la producción de energía limpia

Actualmente existen muchas vías de aplicación para la biocatálisis en la producción de fuentes de energía renovables y limpias, como el biodiésel, el bioetanol y el biohidrógeno. Basado en la premisa de que estos las alternativas pueden contribuir a un medio ambiente más limpio.

1. Biodiesel

La transformación de aceites vegetales en metil-  u otros ésteres de cadena corta en una sola reacción de transesterificación usando lipasas ha permitido a la producción de biodiésel de alta calidad. Esta tecnología supera las desventajas de transformaciones químicas basadas en catalizadores ácidos o básicos porque reduce el consumo de energía y la necesidad para la separación del catalizador de la mezcla de reacción, lo cual es costoso y químicamente derrochador. Sin embargo, hay son pros y contras del uso de biodiesel. El biodiesel es renovable, tiene bajas emisiones por volumen y está exento del impuesto al diésel, a través de legislación especial, en varios países europeos, haciendo más competitivos los procesos de biocatálisis. Además, la síntesis eficiente y sin disolventes de ésteres alcohólicos de cadena corta de ácido oleico ha logrado con lipasas inmovilizadas como las de Pseudomonas cepacia, Rhizomocur michei y Candida antarctica. Las limitaciones que se encuentran es el alto costo de producción, rendimientos de reacción moderados y las dificultades encontradas durante la purificación de los sustratos sin reaccionar, lo que obviamente requerirá nuevos avances futuros.

1. Bioetanol

En la época antes del descubrimiento del petróleo, los carbohidratos naturales se utilizaron para la producción de alimentos, ropa y energía, es asi que los combustibles de etanol pueden derivarse de recursos renovables, incluidos cultivos agrícolas, como maíz, caña de azúcar y remolacha azucarera, o de subproductos agrícolas, como suero de leche y residuos del procesamiento de patatas corrientes. En este caso el etanol se puede utilizar al 100% como sustituto de combustibles derivados del petróleo o como diluyente, puede reemplazar el oxígeno tóxico metil terc-butil éter. La mejor tecnología disponible actualmente es la hidrólisis ácida de la biomasa en azúcares; sin embargo, tecnologías alternativas, con la utilización de enzimas como a-amilasas, glucoamilasas, invertasas, lactasas, celulasas y hemicelulasas, para hidrolizar almidón, sacarosa, lactosa, celulosa o hemicelulosa en azúcares fermentables se encuentran en desarrollo. Se pueden fermentar más con bacterias, levaduras y hongos para producir etanol, evitando el uso de ácidos fuertes y proporcionando un limpiador flujo de azúcares para fermentación con menos subproductos. Es importante mencionar que se puede obtener mayor beneficio ambiental, cuando se derivan de la mayor utilización de recursos naturales renovables, más seguro condiciones de trabajo de fábrica, reducción de automóviles dañinos emisiones, y el consumidor se beneficia de un sistema más seguro alternativa al suministro existente de combustibles líquidos tales como gasolina.

1. Células de biohidrógeno y biocombustible

Hoy por hoy el hidrógeno es un elemento que en la combustión produce agua como el único subproducto, lo que lo hace diferente de todos los demás combustible comunes que utilizamos en la actualidad. En consecuencia, el Hidrógeno obtenido de la biomasa tiene el potencial de competir con el hidrógeno producido por otros métodos, como a partir del gas natural, aunque ciertos microbios, como los esferoides de Rhodobacter, se han utilizado con éxito en la producción de hidrógeno de residuos de frutas y hortalizas, el proceso se encuentra todavía en la etapa de laboratorio, y es necesario trabajar para aumentar la rentabilidad y aplicaciones. Por consiguiente, la mayoría de las investigaciones concentrado en el uso de hidrogenasas para la producción de hidrógeno, por ejemplo, por fermentación de azúcares o, más atractivo, de residuos. En las últimas investigaciones han demostrado que las hidrogenasas, que convierten el hidrógeno para generar una corriente eléctrica, poseen una eficiencia de conversión de energía similar a la de los métodos comerciales basados ​​en metales nobles. En este contexto, se está haciendo un enorme esfuerzo para incorporar lacasas en el diseño de células de biocombustible: las lacasas son una de las pocas enzimas que pueden aceptar electrones del catódico compartimento de una celda de biocombustible. En el futuro inmediato, veremos un crecimiento en el uso de enzimas en biología. producción de hidrógeno y energía.(Alcalde et al., 2006)

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