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Tecnología Ambiental

Agropecuario | Agua y medio ambiente | Bioprocesos y energía

“En México al igual que en todo el mundo, las actividades productivas han deteriorado el ecosistema afectando la salud de las poblaciones. En los últimos años, las investigaciones en temas ambientales se han vuelto una prioridad para los gobiernos del mundo. Buscamos tecnologías innovadoras que prevengan, reduzcan y controlen la contaminación, es decir, que los desarrollos productivos sean solidarios con el cuidado del medio ambiente”.

Dra. Silvia Maribel Contreras Ramos

Dra. Silvia Maribel Contreras Ramos

Directora de Tecnología Ambiental

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Generalidades

 

Somos un grupo de investigación que atiende las necesidades de los sectores productivos y gubernamental, generamos nuevo conocimiento mediante el desarrollo de proyectos de I+D+i con alto valor ambiental, de impacto social regional y nacional; llevamos a cabo la transferencia de servicios tecnológicos con valor agregado; formamos recursos humanos de licenciatura y posgrado en el campo ambiental y fomentamos la divulgación y la difusión del conocimiento a través de publicaciones nacionales e internacionales.

Sublíneas de Investigación

Tratamiento de Aguas Residuales


Tratamiento de Aguas Residuales

Personal de Investigación

Con la finalidad de evitar su contaminación, el agua residual doméstica e industrial requiere un tratamiento previo a su descarga a cuerpos receptores de agua y suelos fértiles. En Tecnología Ambiental generamos conocimiento aplicando procesos y tecnologías innovadoras, que sean eficientes y sustentables para el tratamiento de las aguas residuales.

Temas

  • Procesos avanzados de oxidación para baja biodegradabilidad

El tratamiento se basa en la aplicación de ozono, específicamente para aguas de baja biodegradabilidad con contenido de contaminantes recalcitrantes. Este tipo de procesos emplean un generador de ozono, a partir de oxígeno puro, y un reactor semi-automatizado con software y accesorios periféricos que permiten determinar la concentración de ozono en fases líquida y gas, pH y temperatura.

  • Procesos biológicos con producción de energía

El tratamiento se aplica tanto a aguas residuales que presentan un alto contenido de materia orgánica como las agroindustriales (vinazas, agua de rastro, lactosuero, etc.). Los procesos biológicos de tipo anaerobio generan biogás (metano y/o hidrógeno) que se puede utilizar como fuente de energía, encaminado a lograr la sustentabilidad del proceso. En el proceso se emplean reactores de biomasa suspendida o fija, y accesorios periféricos que permiten monitorear la generación de biogás, oxígeno disuelto, y controlar variables como temperatura, pH.

  • Humedales artificiales domésticos

Se realiza por medio de un proceso biológico pasivo que no requiere de energía eléctrica para su operación ni el empleo de productos químicos, los olores son casi imperceptibles; este sistema generalmente consta de un separador multifásico, un filtro anaerobio y un humedal artificial, sobre este último se colocan plantas ornamentales que brindan una apariencia de un jardín.

  • Diseño y modelado de sistemas de tratamiento de aguas residuales

Los proyectos se realizan a través de pruebas de tratabilidad a nivel laboratorio, semipiloto y piloto, ya sea mediante procesos físicos, químicos o biológicos, así como la combinación de éstos; empleando equipo de pruebas de jarras, de electrocoagulación, reactores anaerobios y aerobios. A partir de la generación de información se desarrolla la ingeniería conceptual y básica.

  • Generación de energía a partir de residuos líquidos

Residuos líquidos se realiza por medio de bioreactores anaerobios de alta carga el tratamiento de diversas aguas residuales (vinazas tequileras, rastros, lactosueros, etc.) y durante el proceso de digestión se genera Biogás (metano o hidrógeno) para su utilización como fuente de energía, todo encaminado a lograr la sostenibilidad de estos procesos.

Patentes

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Infraestructura

Laboratorio de tratamiento de aguas residuales

Publicaciones

Artículos

  • Flores, P.V., León, B.E., López, L.A. & Vallejo, R.R. (2017). A Novel Real Time Method Using The Stopped-Flow for Evaluating Bisphenol-A Degradation Kinetics by Molecuar Ozone and Radical Mechanisms. Chemical Enginnering Communications, 204(10): 1113-1121
  • León B.E., García, C.J.E., Del Real, O.J. & López, L.A. (2016). Performance of an upflow anaerobic filter in the treatment of cold meat industry wastewater. Process Safety and Environmental Protection, 102: 385-391
  • Vallejo, R.R., Murillo, T.M.A., Navarro, L.J., León, B.E. & López, L.A. (2014). Assessment of the kinetics of oxidation of some steroids and pharmaceutical compounds in water using ozone. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2: 316–323
  • López, L.A., Albarrán, R.M.G., Hernández, M.L. & León, B.E. (2013). An assessment of an anaerobic filter packed with a low-cost material for treating domestic wastewater, Environmental Technology, 34(9): 1151-1159

Libros

  • “L´ozone au traitement des eaux résiduaires de l´industrie textile”. Año de publicación: 2011. Editorial: Editions Universitaires Europeennes. Autor Dr. Alberto López López. ISBN: 978-613-1-58658-3.
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Beneficios

  • Sociales.- como la reducción de efectos negativos en la salud de las poblaciones humanas al reducir la exposición a aguas contaminadas.
  • Económicos.- al reducir las multas por descargas de aguas residuales fuera de norma de las unidades productivas.
  • Ambientales.- al descargar aguas residuales con menor cantidad de contaminantes a los cuerpos de aguas naturales.
  • Darle un valor agregado a las aguas residuales de distintos sectores productivos

Proyectos de la Sublínea de Investigación

Planta de tratamiento de aguas residuales domésticas sin consumo de energía eléctrica (PTARD-SEE)

La planta o sistema de tratamiento está integrada básicamente de tres etapas de tratamiento, cada una con características específicas:

  1. Tanque séptico para la eliminación de materia sedimentable y flotante
  2. Filtro anaerobio para la degradación de materia orgánica
  3. Humedal artificial de flujo subsuperficial para la eliminación de materia orgánica residual y nutrientes (fósforo y nitrógeno), además de contar con un pretratamiento para eliminar sólidos gruesos y una etapa de desinfección para eliminar microorganismos patógenos.
Planta de tratamiento de aguas residuales domésticas sin consumo de energía eléctrica (PTARD-SEE)
Proceso de oxidación avanzada basado en ozono para degradar compuestos disruptores endocrinos emergentes (CDE) presentes en el agua

Proceso de oxidación avanzada basado en ozono para degradar compuestos disruptores endocrinos emergentes (CDE) presentes en el agua

Particularmente, esta investigación se orientó a desarrollar un método analítico para detectar los CDE en el agua y un proceso de oxidación avanzada basado en ozono (POA-O3) para degradar CDE presentes en el agua y así establecer los fundamentos técnicos, científicos y las condiciones óptimas de tratamiento para un futuro escalamiento del proceso. Método aplicable a compuestos como plaguicidas, alquilfenoles, dioxinas, bifenol-A, dioxinas, bifenilos policlorados, hidrocarburos poliaromáticos, estireno y ftalatos.

Planta y proceso de tratamiento para aguas residuales de rastro

Las aguas residuales de rastros municipales son una fuente potencial de problemas ambientales y de salud pública, además de violar la legislación en materia de protección ambiental.

Ante esta problemática de carácter ambiental y de salud pública, se propuso un paquete tecnológico conformado por la ingeniería conceptual del sistema de tratamiento y de la ingeniería básica y de detalle. Las etapas de tratamiento secuenciales que la integran son: cribado y desarenado, homogenización y bombeo, hidrotamizado; retención de grasas y aceites; tratamiento biológico (filtro anaerobio y reactor aerobio de lodos activados de elevada carga orgánica) y desinfección (cloración) para la eliminación de microorganismos patógenos.

Planta y proceso de tratamiento para aguas residuales de rastro
Desarrollo tecnológico de un sistema de tratamiento para efluentes de la industria cárnica

Desarrollo tecnológico de un sistema de tratamiento para efluentes de la industria cárnica

La elaboración de embutidos ha adquirido importancia en los últimos años debido a la creciente demanda alimenticia en el país. Debido a su proceso productivo, la generación y descarga de vertidos líquidos se ha incrementado, provocando que se centre la atención en dicha problemática. Dichas descargas están constituidas principalmente por grasas, sangre, proteínas, especias, almidones, aditivos, detergentes, fragmentos de piel y carne, entre otros materiales presentes.

El objetivo de este proyecto fue desarrollar y diseñar un sistema de tratamiento tanto técnicamente como económicamente viable para el manejo integral de las aguas residuales generadas en los procesos de producción y áreas de servicios de la empresa.

Desarrollo tecnológico a nivel piloto de un sistema de tratamiento biológico para las aguas residuales del proceso de beneficiado húmedo de café

Este proyecto evaluó procesos fisicoquímicos y biológicos para el tratamiento de aguas residuales generadas en el beneficio húmedo del café para pequeños productores y que fuera técnica y económicamente viable.

También se evaluó el potencial de producción de metano de las aguas residuales del beneficiado húmedo del café, para ser usado como una fuente alterna de energía, a la vez que se da un tratamiento a las aguas residuales.

Desarrollo tecnológico a nivel piloto de un sistema de tratamiento biológico para las aguas residuales del proceso de beneficiado húmedo de café
Diseño e implementación de una planta piloto para el tratamiento y reutilización de aguas residuales de ingenios azucareros y fábricas de alcohol en el Estado de Veracruz usando humedales artificiales

Diseño e implementación de una planta piloto para el tratamiento y reutilización de aguas residuales de ingenios azucareros y fábricas de alcohol en el Estado de Veracruz usando humedales artificiales

El proyecto se basó en el tratamiento de aguas residuales mediante humedales artificiales y fue desarrollado para el sector agroalimentario. Se desarrolló e implementó tecnológicamente un sistema a nivel piloto para el tratamiento y reutilización de aguas residuales de las industrias azucarera y alcoholera en el Estado de Veracruz basado en humedales artificiales como una alternativa viable y rentable. Para tal fin, se seleccionó un ingenio productor de azúcar donde se construyó un humedal artificial.

Valorización de residuos de la transformación de biomasa agroindustrial en energía térmica renovable y caracterización de fuentes alternas. Estudio de la caracterización para el aprovechamiento del licor de prensa

Este proyecto fue realizado en atención a una problemática de generación de residuos líquidos de una empresa dedicada a la fabricación de jugo concentrado, aceites y esencias partir de cítricos como naranja, toronja y limón.

Se desarrolló un proyecto ejecutivo que incluía la ingeniería conceptual y básica del sistema de manejo integral de tratamiento de agua residual generada en los procesos de producción, y el cual fue transferido a la empresa quien se benefició con este resultado y evito la contaminación de cuerpos de agua y suelo como consecuencia de su descarga, contribuyendo así a mejorar la calidad de salud de los habitantes aledaños a la empresa. El sistema de tratamiento de efluentes permitiría cumplir con la normatividad de descarga de aguas residuales y la empresa tendría una reducción de al menos 20% de los costos por pago de multas.

Valorización de residuos de la transformación de biomasa agroindustrial en energía térmica renovable y caracterización de fuentes alternas. Estudio de la caracterización para el aprovechamiento del licor de prensa
Pruebas de validación tecnológica para la remoción de color en vinazas tequileras

Pruebas de validación tecnológica para la remoción de color en vinazas tequileras

La transformación de distintas especies de agave para la obtención de bebidas como el tequila, implica la generación de grandes cantidades de bagazo y vinazas. En el caso de las vinazas, son un residuo líquido y sus principales características son una alta concentración de materia orgánica en suspensión y un pH bajo, así como un color café obscuro por la presencia de compuestos fenólicos como taninos y ácidos húmicos.

El objetivo consistió en realizar pruebas de validación a nivel piloto para la remoción de color en vinazas tequileras. La metodología aplicada para la eliminación de color permitió la eliminación de más del 90% y se realizó en tiempos relativamente cortos; mediante la aplicación de  ozono generado in situ; finalmente el proceso no generó lodos residuales que requieran un manejo o tratamiento especial, en consecuencia no existen costos adicionales para el tratamiento y disposición de lodos.

Formulación y validación a nivel piloto de un fertilizante obtenido del aprovechamiento de subproductos (líquidos) de la sangre bovina

La sangre de bovino de los rastros detona el crecimiento de las bacterias en las aguas residuales, además de generar olores desagradables al descomponerse en las lagunas de sedimentación y oxidación. El objetivo principal del proyecto fue darle un valor agregado a este residuo. Esto se consiguió al obtener un biofertilizante a partir de los residuos generados durante la obtención de harina de sangre, el cual se caracteriza por sus altos niveles de nitrógeno.

Formulación y validación a nivel piloto de un fertilizante obtenido del aprovechamiento de subproductos (líquidos) de la sangre bovina
Sistema de eliminación simultánea de amoníaco, metano y ácido sulfhídrico para optimizar el tratamiento de aguas residuales

Sistema de eliminación simultánea de amoníaco, metano y ácido sulfhídrico para optimizar el tratamiento de aguas residuales

El objetivo del proyecto es instalar un reactor de membrana a escala laboratorio para evaluar la oxidación anaerobia de metano y la remoción simultánea de amoníaco y ácido sulfhídrico disueltos en el efluente líquido proveniente de un filtro/digestor anaerobio.

Utilización de efluentes agroindustriales para la producción continua de acarreadores de energía sustentable: un estudio de prospección y optimización

El objetivo del proyecto fue evaluar y optimizar la producción continua de hidrógeno y biogás a nivel laboratorio usando diferentes tipos de aguas residuales agroindustriales como sustrato.

Utilización de efluentes agroindustriales para la producción continua de acarreadores de energía sustentable: un estudio de prospección y optimización

Calidad del Agua


Calidad del Agua

Personal de Investigación

Temas

  • “Desarrollo de un modelo de calidad del agua para la presa Aguamilpa Nayarit” (Fondo para Ciencia Básica SEP-CONACYT Convenio 58199-2007)

  • “Proceso de oxidación avanzada basado en ozono para degradar compuestos disruptores endocrinos emergentes (EDCs-emerge) presentes en el agua” (Ciencia Básica SEP-CONACYT (2007), clave 84425)

  • “Desarrollo de un sistema de soporte para la toma de decisiones a nivel cuenca para el control de la contaminación en los ríos Tuxpan, Cazones y Tecolutla en el estado de Veracruz” (FOMIX-Veracruz-CONACYT Convocatoria 2010)

  • “Diagnóstico Integral del Polígono de Fragilidad Ambiental (POFA) de la cuenca de El Ahogado y Generación de un Plan de acción para su Restauración” (FOMIX-Jalisco-CONACYT Convocatoria 2011-04)

  • “Reactividad y cinética de degradación de esteroides con ozono para el tratamiento del agua” (Convocatoria 2013 para Estancias Postdoctorales Vinculadas al Fortalecimiento de la Calidad del Posgrado Nacional, convenio 290807, Universidad Autónoma del Estado de Morelos)

  • “Evaluación de la calidad de agua de fuentes de abastecimiento con presencia de CDEs y su riesgo potencial a la salud pública tomando como modelo el Lago de Chapala” (Desarrollo científico para atender problemas nacionales, 2014), clave 248408-PDCPN2014-01).

  • “Degradación de contaminantes emergentes presentes en agua utilizando proceso de ozonización catalítica con materiales naturales” (Convocatoria de Investigación Científica Básica 2016), clave 287242-CB2016.


Proyectos de la Sublínea de Investigación

Evaluación de la calidad del agua en cuencas hidrológicas

Evaluación de la calidad del agua en cuencas hidrológicas en cuanto a parámetros de campo y fisicoquímicos se refiere, para lo cual se utilizan los Sistemas de Información Geográfica (SIG) como herramienta y se genera un sistema de soporte para la toma de decisiones, así como modelos y planes de manejo hídrico.

Evaluación de la calidad del agua en cuencas hidrológicas
Compuestos emergentes

Compuestos emergentes

La detección y análisis de Compuestos Emergentes (CEs) y Compuestos Disruptores Endócrinos (CDEs) se lleva a cabo en aguas superficiales (lagos, lagunas, ríos, etc.), agua potable y embotellada debido a la presencia ambiental de dichos compuestos mediante extracción en fase sólida (EFS) y su determinación mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG-EM); la degradación de los compuestos emergentes se lleva mediante equipos muy especializados de alta velocidad tales como el Sistema de Flujo Detenido (Stopped-Flow por su nombre inglés) y análisis de los CEs residuales mediante CG-EM.

Manejo Integral de Residuos Agroindustriales


Manejo Integral de Residuos Agroindustriales

Personal de Investigación

  • Biol. Edgardo Villegas García VER CV
  • Dr. Jesús Bernardino Velázquez Fernández VER CV
  • Dra. Silvia Maribel Contreras Ramos VER CV
  • M.C. Juan Gallardo Valdez VER CV

Proyectos de la Sublínea de Investigación

Inóculos y Biofertilizantes

Inóculos y Biofertilizantes A partir de la caracterización de residuos agroindustriales, se diseñan pruebas para la conversión de estos residuos en biofertilizantes, por otra parte, por medio de técnicas moleculares se identifican, aíslan y clasifican los microorganismos presentes en los residuos y se desarrollan inóculos y su validación para su aplicación en la agricultura.

Inóculos y Biofertilizantes
Calidad y fertilidad de suelos

Calidad y fertilidad de suelos

Calidad y Fertilidad de Suelos Se realiza por medio de Análisis de laboratorio y pruebas a nivel invernadero en suelos agrícolas en los que fueron adicionados residuos agroindustriales como mejoradores de suelo.

Remediación de suelos contaminados con hidrocarburos

Remediación de suelos contaminados con hidrocarburos Las tecnologías empleadas son la vermirremediación, que se realiza con lombrices de tierra; la bioaumentación, que por medio de la nanotecnología para encapsular bacterias degradadoras de los contaminantes mediante su encapsulamiento y liberación sostenida y la fitorremediación, es decir mediante el uso de plantas (pastos).

Remediación de suelos contaminados con hidrocarburos
Generación de Energía a partir de Residuos Sólidos y Biosólidos

Generación de Energía a partir de Residuos Sólidos y Biosólidos

La obtención de energía a partir de residuos sólidos o biosólidos se realiza por medio de reactores y con adición de ozono (Bagazo de caña y de agave) para lograr degradar la lignina y dejar disponible los azucares para su empleo en la producción de biocombustible. Por otra parte, los lodos residuales de PTAR se digieren en reactores anaerobios para la generación de Biogás (metano) para su utilización como fuente de energía, al igual que la digestión de los Residuos sólidos Urbanos. Además de evaluar el potencial fertilizante de biosólidos de las PTARs.

Residuos sólidos urbanos

Se realizan estudios en una población, la caracterización y clasificación y se elaboran Planes de Manejo Integral de Residuos Sólidos Urbanos (generación, separación, clasificación, aprovechamiento y disposición final).

Residuos sólidos urbanos

Servicios


Servicios

Personal de Investigación

  • Análisis por cromatografía de iones (aniones y cationes)
  • Análisis de Carbón total, orgánico e inorgánico
  • Determinación de Potencial Bioquímico Metanogénico (BMP)
  • Estudios de rehabilitación de PTAR
  • Asesorías para el diseño e implementación de PTAR
  • Estudios de manejo integrado del agua
  • Caracterización espectral de la turbidez del agua
  • Análisis fisicoquímicos de abonos orgánicos
  • Estudios de Impacto Ambiental
  • Estudios Técnico Justificativos para Denominaciones de Origen
  • Estudios para la selección, diseño, operación y abandono de rellenos sanitarios
  • Determinación de concentraciones de partículas en el aire.

 

Huella de carbono

El diagnóstico de la huella de carbono que se ofrece en CIATEJ se basa primordialmente en las normas ISO como son las normas ISO 14064, y el protocolo GHG. La totalidad de gases de efecto invernadero (GEI) emitidos por efecto directo o indirecto de un individuo, organización, evento o producto, son servicios que pueden ser requeridos por organismos internacionales para fines de exportación. De igual manera se utiliza Tal impacto ambiental es medido llevando a cabo un inventario de emisiones de GEI o un análisis de ciclo de vida según la tipología de huella. Huella hídrica.

Requisitos ambientales para ecoetiquetado

Con fines de garantizar las declaraciones ambientales tipo I relacionadas con etiquetas ambientales a productos que cumplan con una serie de requisitos predeterminados según la norma ISO 14024:1999; etiquetado ambiental Tipo II, relacionado con autodeclaraciones ambientales conforme a la norma ISO 14021:1999  y  Tipo III donde se presenta información ambiental cuantificada sobre el ciclo de vida de los productos, ISO 14025:2006, así como la norma de principios generales sobre etiquetas y declaraciones ambientales incluidas en la norma ISO-14020:2000.

Indicadores de sustentabilidad en comunidades y municipios

En la actualidad es indispensable que las comunidades y municipios minimicen su impacto ambiental a la vez que se tiene la necesidades de mejorar las condiciones sociales y económicas sin contraponerse. De igual manera es necesario establecer parámetros que permitan evaluar políticas públicas así como servir de guía para la toma de decisiones. El enfoque de sustentabilidad es hoy en día un paso obligado para garantizar un desarrollo.


Proyectos de la Sublínea de Investigación

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