Tópicos de Investigación en Ciencias de la Tierra y Materiales

Título

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

Prólogo

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

Comité Editorial

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

Primer registro de Siphonia cf. tulipa (Desmospongia) de La Formación El Abra /El Doctor, Hidalgo, México, con anotaciones paleoambientales.

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

Se registra un ejemplar fósil de esponja marina tipo ascon perteneciente a silicospongia, desmospongia, del género Siphonia. Se indica el intervalo de edad albiana–cenomaniana con base en foraminíferos orbitolínidos (Orbitolina) y foraminíferos miliólidos (Quinqueloculina) de la Formación El Abra-El Doctor en el estado mexicano de Hidalgo, edad que es consistente dado que Siphonia se reporta en Europa para el intervalo Santoniano a Cenomaniano. El ejemplar es conferible a la especie (S. cf. tulipa), reserva debida a la gran variabilidad morfológica individual que exhiben las esponjas; no obstante, tiene perfil nítido, cuerpo entero, semiesférico, pequeño, pedúnculo angosto y se aprecia el borde del vestíbulo en el ápice. El ejemplar muestra evidencias de rápido sepultamiento con un desgarramiento y colapso compresivo del costado esférico, además considerando que vivían en ambientes de baja energía, lo que les volvía vulnerables a cambios bruscos de régimen hidráulico. En contraste con los reportes de Siphonia europeos, este es el primero de esta familia y género en México, y el primer ejemplar de este taxón del Albiano-Cenomaniáno del banco Ixmiquilpan/Formación El Abra-El Doctor. Con ello se aporta también el primer reporte de Siphonia proveniente del Tethis occidental/paleo provincia Caribeña y de México. Además se anotan rasgos del paleoambiente sedimentario fundamentados en petrología sedimentaria y análisis de microfacies que indican que la esponja habitó el estrato ecológico epibentónico inferior, con hábito de vida filtrador (gremio filtradores epibentónicos inferiores) de un arrecife orgánico en facies 5 de Wilson; eco-espacio que sólo dejan disponible marginalmente los rudistas dominantes del banco calcáreo. No obstante, el ejemplar, después del evidente arrastre hidráulico, se fosilizó en la facies 4 en arenas de plataforma nerítica, bajo un modelo estándar, en condición para-autóctona junto a restos de rudistas y gasterópodos. La interpretación de dichos rasgos asociados a la esponja contribuyen al conocimiento de este arrecife cretácico mexicano tan mencionado en diversos trabajos pero que hasta ahora privilegian ampliamente el enfoque litoestratigráfico y la geología regional.

Método de mejora progresista en planta purificadora de arcillas caoliníticas

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

En este trabajo se llevó a cabo el diseño conceptual y analítico de un prototipo a escala de una posible planta purificadora de caolín manufacturada en el Área Académica de Ciencias de la Tierra y Materiales del Instituto de Ciencias Básicas e Ingeniería de la UAEH, como parte del proceso de escalamiento de esta tecnología. Se analizaron datos de diseño y selección de materiales para este prototipo, pero es importante aclarar que no se han analizado la totalidad de los conceptos o datos para realizar el diseño de una planta piloto y mucho menos el diseño de una planta a nivel industrial. El diseño incluye la estructura de la planta, su funcionamiento, el cálculo de esfuerzos, el análisis de corrosión, los costos de los materiales de fabricación y los accesorios necesarios para mejorar su rendimiento. Se utilizó una metodología que permitió proponer cotizaciones entre los diferentes tipos de materiales seleccionados, incluyendo aleaciones de acero, fundiciones no ferrosas y una poliamida llamada Nylamid, basándose en una relación calidad de material/funcionamiento. Para lograr un diseño estable y confiable, se consideraron propiedades clave como la resistencia a la corrosión, la conductividad eléctrica y la resistencia al impacto.

La invasión de sargazo: de un problema ambiental a un área de oportunidad

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

El cambio climático junto con otros factores, ha provocado un incremento en la proliferación de Sargassum spp., el cual comprende cerca de 615 especies que se distribuyen por todo el mundo y representa una fuente valiosa de agua y compuestos orgánicos útiles para diversas industrias. En las últimas décadas, grandes cantidades de sargazo han llegado a las costas del Caribe y África Occidental, ocasionando graves problemas socioeconómicos y ambientales. Ante esta situación emergente, las investigaciones se han centrado en formas efectivas de utilizar esta macroalga como materia prima y convertirla en compuestos de valor agregado. La presente revisión describe las hipótesis existentes sobre las posibles causas del incremento del sargazo, destacando el efecto del cambio climático y las actividades antropogénicas en los impactos generados por esta invasión. Por otra parte, se analizan las oportunidades y desafíos de su valorización, así como la importancia de la industrialización y comercialización de los productos resultantes.

Cinética de sorción de NO3- en esmectita-illita

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

En el presente trabajo de investigación se evaluó la cinética de sorción de nitratos a temperatura ambiente en soluciones acuosas de NaNO₃ con concentraciones de NO₃^- de 25, 50, 100 y 200 mg/L con valores de pH 6, 7 y 8, empleando esmectita-illita purificada proveniente de una toba riolítica ubicada en el municipio de Epazoyucan, Hidalgo, con una abundancia relativa de esmectita 36.52%, illita 8.69%, cuarzo 39.13% y plagioclasa sódica 15.65%, sin considerar las fases amorfas o minoritarias no detectadas por difracción de rayos X. Las curvas cinéticas determinadas experimentalmente indican una mayor sorción de NO₃^- en las soluciones de mayor concentración (200 mg/L de NO₃^-), particularmente a valores de pH 7, siendo la cantidad máxima retenida de NO₃^- de 0.0903 meq/g (5.5995 mg/g). Aunque se emplearon los modelos cinéticos de pseudo primer orden y de pseudo segundo orden, se considera que la cinética de pseudo segundo orden presenta una mejor correlación con los datos experimentales.

Caracterización de material poroso obtenido de residuos orgánicos de cocina, pirolizados a 550˚C utilizados como adsorbentes de contaminantes-colorantes textiles.

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

En este trabajo se realiza la caracterización de un material poroso, obtenido de residuos orgánicos de cocina, pirolizado a 550°C; se hace por medio de MEB y DRX, lo que nos muestra que se obtiene un material poroso con capacidad de adsorción debido a los carbonos y feldespatos encontrados, además, se utiliza para el retiro de colorantes textiles en efluentes contaminados como son negro, azul mezclilla y rojo granada. Los resultados de análisis con espectroscopía de absorción en rangos de longitud de onda UVis (Ultra violeta-visible) indican que el material retiró 99% del colorante textil. Además, se utilizan 2 modelos de isotermas de adsorción Langmuir y Freundlich.

Efecto de sinterizado sobre las propiedades de la ferrita de lantano-níquel

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

Se sintetizaron polvos de ferrita de lantano dopada con 0.3 mol de níquel (LaNi_0.3Fe_0.7O₃) empleando molienda de alta energía, y se evaluó el efecto de la temperatura de sinterización sobre las propiedades dieléctricas y magnéticas. Mediante difracción de rayos X (DRX) se confirmó la exitosa obtención de LaFeO₃ dopada con Ni de estructura ortorrómbica Pbnm sin la presencia de fases secundarias. Los análisis de magnetometría de muestra vibrante (MMV) muestran un comportamiento ferromagnético para la muestra sinterizada a 1073 K. El análisis de las propiedades dieléctricas mediante un equipo LCR muestra que la variación de la permitividad relativa y las pérdidas dieléctricas disminuyen significativamente a medida que aumentaba la frecuencia, mientras que la conductividad disminuye con respecto al incremento en la temperatura de sinterización, dicho comportamiento se atribuye a las distorsiones estructurales causadas por el Ni debido a la disminución de los ángulos de enlace Fe-O-Fe.

Síntesis de un fotocatalizador recuperable magnéticamente a base de manganita de lantano-estroncio

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

La contaminación del agua por colorantes es un grave problema por sus efectos nocivos en la salud y el medio ambiente, ante esta problemática se han desarrollado numerosos métodos para su remediación, siendo la fotocatálisis de los más eficientes. En este trabajo se analizó la eficiencia fotocatalítica de la manganita de lantano (La_0.7Sr_0.3MnO₃) sintetizada mediante molienda de alta energía asistida con tratamiento para la remoción de cristal violeta (CV), como contaminante, en medio acuoso. Los resultados obtenidos por difracción de rayos X confirmaron la formación de una fase pura de manganita con estructura cristalina romboédrica (R-3c). La eficiencia fotocatalítica se evaluó bajo un espectro de luz visible utilizando como referencia el CV, revelando una alta eficiencia en la degradación cercana al 80 % en un tiempo de 150 minutos con una cinética de degradación de 0.0238min^-1 El comportamiento magnético del La_0.7Sr_0.3MnO₃, determinado mediante magnetometría de muestra vibrante, revelaron un orden ferromagnético con una magnetización de saturación de 67 emu g^-1, haciendo a este material un fotocatalizador recuperable magnéticamente.

Arqueología Forense, Quimiometria y el Método Científico

Sinuhé Ruiz Salgado, Ventura Rodriguez Lugo — jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

Las tecnologías forenses en los últimos años han incrementado su capacidad lo que ha permitido que obtengan una mejor sensibilidad y la fuerza del potencial de investigación de los científicos forenses que amplían el campo e incorporan muchas tecnologías que van desde el reconocimiento de patrones hasta la composición química y su análisis. Numerosos campos dentro de la ciencia forense se han desarrollado considerablemente a lo largo de los años, y las nuevas tecnologías han permitido nuevas aplicaciones de la ciencia forense. Este trabajo es una revisión que comprende las técnicas que se utilizan habitualmente en los laboratorios forenses, los desarrollos que tienen lugar en las universidades y otras organizaciones de investigación, que pueden volverse habituales en la ciencia forense en el futuro. El avance en la ciencia forense digital y el mayor uso de evidencia digital en los tribunales requiere una formación constante para los jueces y los científicos forenses. Esto asegurará que estén familiarizados con las tecnologías existentes y emergentes aplicables en las investigaciones forenses. Por lo tanto, comprender adecuadamente el funcionamiento de las diferentes tecnologías forenses es fundamental para ayudar a la eficacia de los sistemas que deseen implementarse.

Evaluación del pulido mecánico en acero mediante interferometria óptica

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

Una parte importante para la aplicación de procesos electroquímicos en metales, es una adecuada preparación de la superficie; esto es crucial para obtener resultados precisos y confiables. Es por ello que se utilizan diversos métodos de preparación superficial, entreo los cuales el pulido mecánico se presenta como una alternativa segura y de bajo costo. Este método implica el uso de herramienta físicas y abrasivos para eliminar las imperfecciones en la superficie metálica, como líneas de esmerilado, rayones, defectos de la fabricación y picaduras. Sin embargo, no todos los pulidos mecánicos son iguales, y es importante determinar las irregularidades presentes en las superficies metálicas. Para ello, se pueden utilizar diversas técnicas de medición y análisis de superficie, entre las cuales destaca el interferómetro de Michelson con luz monocromática roja. Esta herramienta permite la medición de las irregularidades de la superficie, así como la determinación de la calidad y uniformidad del pulido.

Degradación de azul de metileno por fotólisis: efecto de variables del proceso

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

En el presente trabajo se reporta cómo afectan las diferentes variables de proceso sobre la fotólisis del Azul de Metileno (AM), sin el empleo de otros agentes, evaluando la fuente de radiación, la velocidad de agitación, el pH y la temperatura. Obteniendo como resultado para pH 3 -7.28%, pH 7 16.95% y a pH 11 76.09%, estos resultados se atribuyen al grupo hidroxilo (OH) presente en la solución. De igual manera se observa una gran dependencia de la fotólisis en función de la fuente de radiación y su potencia, obteniendo como resultado 62.30%, 18.65% y 8.84% para radiación solar, lámpara LED y lámpara Xenón, respectivamente. Por otro lado el incremento de la temperatura no muestra ser determinante encontrando un máximo de -8.74% cuando se calienta la solución a 46°C y, finalmente, se encontró que cambios en la agitación producen cambios en los valores de adsorción encontrando para 100 rpm 57.64%, 500 rpm 62.30% y 900 rpm 59.91%.

Comportamiento termodinámico de la lixiviación de plata con tiosulfato, EDTA y iones de arsénico: Estudio experimental y estequiométrico

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

El presente estudio se centra en el análisis termodinámico de la lixiviación de plata utilizando diferentes sistemas: lixiviación de plata con tiosulfato, lixiviación de plata con tiosulfato y iones de arsénico, y lixiviación de plata con tiosulfato - iones de arsénico - EDTA. El rango de estabilidad de las especies presentes en cada sistema se determinó mediante un estudio termodinámico. A su vez, la interacción entre reactantes se analizó con la construcción de las estequiometrias y se llevaron a cabo experimentos para analizar la cantidad de plata lixiviada en función del tiempo. Los resultados revelaron diferencias significativas en la cantidad de plata disuelta respecto a la concentración de EDTA utilizada. Los hallazgos proporcionan una comprensión más profunda de la influencia de los iones de arsénico y el EDTA en la lixiviación de plata con tiosulfato, lo cual es de gran relevancia para la optimización de los procesos de extracción de plata.

Obtención del composito TiO2 – Fe2O3 por mecanosíntesis y su uso en la fotodegradación de contaminantes orgánicos con luz solar

Sofía Estrada-Flores, Antonia Martínez-Luévanos, Elsa Nadia Aguilera-González — jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

En este trabajo se investiga la obtención del composito TiO₂-Fe₂O₃ por mecanosíntesis, usando óxido de titanio (TiO₂), fase anatasa, y trióxido de hierro (Fe₂O₃), fase hematita, como precursores. También se investiga sobre el uso de este composito como fotocatalizador de la degradación de moléculas orgánicas utilizando luz solar natural. Por Difracción de rayos X y espectroscopía infrarroja se confirmó la formación del composito TiO₂-Fe₂O₃. La caracterización de sus propiedades ópticas se realizó mediante espectroscopia de reflectancia difusa, mientras que su textura y morfología se investigó por la técnica BET y microscopia electrónica de barrido. Los resultados indicaron que el composito TiO₂-Fe₂O₃contiene grupos OH, los cuales junto con el valor de área superficial específica (66.59 m²·g^-1) relativamente alto, su mesoporosidad, bajo valor del tamaño de cristalita y de la brecha energética prohibida, favorecieron su buena eficiencia fotocatalítica en la fotodegradación de azul de metileno (64.74%) y diclofenaco (81.85%) de soluciones acuosas.

Aplicación de láser a recubrimientos de proyección térmica base níquel, sobre acero al carbono

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

En este trabajo, se presentan los resultados provenientes de la generación de recubrimientos base Níquel mediante proyección térmica por flama, seguidos de la aplicación de radiación láser, en diferentes condiciones, sobre un acero de bajo carbono. Los revestimientos logrados fueron caracterizados mediante microscopía electrónica de barrido y microanálisis, ensayos de microdureza, rugosidad y de polarización lineal, con el fin de caracterizar el efecto de la aplicación de la radiación láser en la resistencia a la corrosión de los recubrimientos previamente elaborados por proyección térmica, en un medio salino. Con la aplicación de la radiación láser se consiguió una mejora de la resistencia a la corrosión, asociada, principalmente a la disminución de la porosidad del recubrimiento generado mediante Proyección Térmica.

Diseño y análisis numérico de una plataforma de 4 bolas para pruebas de lubricación

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

Una de principales causas de un desempeño mecánico deficiente en máquinas industriales, es la mala selección y calidad de los lubricantes, esto se deriva a la falta de comprensión de sus propiedades tribológicas. Por esta razón es importante complementar la información fisicoquímica de los lubricantes con los resultados de los ensayos tribológicos impactando directamente a la productividad y la eficiencia de los procesos industriales. Para determinar las propiedades tribológicas de lubricantes, en este trabajo se presenta el diseño conceptual de una plataforma de 4 bolas bajo las especificaciones de la norma ASTM D2266. Se aplicó la metodología de diseño de Nigel Cross, la cual aporta resultados para satisfacer las subfunciones requeridas y objetivos establecidos. El diseño conceptual se validó numéricamente con el software ANSYS, a partir del análisis de esfuerzos y deformaciones del bastidor, la sujeción de la bola y de la celda, manifestando la importancia del material aplicado al sistema para evitar fallas durante la operación.

Balance ácido-base y disolución de elementos potencialmente tóxicos para los jales mineros del Estado de Hidalgo

jue, 05 oct 2023 00:00:00 -0600

En este trabajo se cuantificó el balance ácido-base en muestras de jales mineros provenientes de la Presa Dos Carlos ubicada en el Estado de Hidalgo, así como la concentración de los elementos potencialmente tóxicos (EPT´s) disueltos en solución acuosa (pH=4.5) de ácido nítrico y sulfúrico. Los resultados de pH, potencial de neutralización (PN), potencial de acidez (PA) y Potencial de óxido reducción (ORP) fueron suficientes para determinar que los jales mineros localizados en el Estado de Hidalgo tienen un alto potencial generador de drenaje ácido, en particular la muestra M1 ubicada en las coordenadas geográficas 20°06'23.8"N 98°42'50.4"W, la cual necesita mayor atención debido a que presenta un importante grado de oxidación que se manifiesta en un pH de 4.5 para el extracto de una solución preparada con100 g/L, un valor de PA de -6.5 kg de CaCO₃/ton de jale minero y una disolución mayor a 10 mg/L de plomo a este valor de pH , lo que significa un riesgo para el medio ambiente debido a que en estas condiciones ocurre la disolución de plomo.