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¿Cómo manejar de manera óptima los residuos mineros? El control de residuos mineros, actualmente considerado como parte de la economía circular, se manifestó con mayor intensidad en la comunidad científica a partir de la década de los 90 (Parbhakar-Fox et al., 2019). Estos residuos se pueden clasificar en 4 tipos: escorias, provenientes del proceso pirometalúrgico; ripios, provenientes de la lixiviación a través del proceso hidrometalúrgico; material estéril, almacenados directamente de la operación minera en botaderos; y relaveras, derivadas básicamente de la etapa de concentración por flotación (Villanueva, 2019). El uso del relave en la fabricación de pavimento asfáltico consigue dos objetivos fundamentales: eliminar el agente contaminante (relave) y generar pavimentos asfálticos para ser usados en carreteras, esto último es fundamental para el desarrollo social y económico de las comunidades.
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Las actividades mineras implican una elevada producción de desechos que puede representar una fuente de contaminación para zonas cercanas al área de extracción, generando un impacto negativo tanto en el ambiente como en la salud de las personas. De acuerdo a lo señalado por Kamunda (2016) la concentración de material radiactivo presente en los relaves mineros puede representar un incremento en el riesgo de la población aledaña. La transformación del relave en cemento consigue dos objetivos: eliminar el agente contaminante (relave) y generar un producto de mucho consumo dentro de la empresa minera y comunidades dentro del área de influencia como es el cemento. El relave de cada mina es muy particular, y depende del tipo de mineral o minerales que se extraigan y/o procesen. El proceso se lleva a cabo en tres fases, la primera consiste en el análisis de la composición química del relave, donde se identifican los principales elementos presentes, especialmente aquellos elementos nocivos como los sulfuros y el arsénico. La segunda fase consiste en la preparación de las muestras para proceder a la geopolimerización de las mismas. Una vez pasado el periodo de curación (7, 14, 21 y 28 días) se procede a realizar los ensayos de propiedades físicas y de resistencia mecánica (compresión simple y corte) de las muestras. Una vez determinadas las curvas de resistencia se identifica la composición óptima para la elaboración del cemento geopolímero. Con la mezcla óptima del cemento geopolímero se procede a crear un segundo grupo de muestras para realizar las pruebas de dureza del cemento para los periodos de curación de 7, 14, 21 y 28 días. Una vez completado los ensayos, se procede a evaluar la factibilidad económica de la producción de cemento, considerando los costos de transporte, materiales e insumos, y proceso de fabricación del cemento geopolímero para su uso al interno de la mina y comunidades dentro del área de influencia.
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El presente trabajo consiste obtener un nanocompósito a base de nanopartículas de ZnO (NNps-ZnO) a fin de evaluar sus propiedades fungicidas frente a cepas específicas como las Aspergillus flavus, Aspergillus caelatus, Aspergillus novaparasiticus, Aspergillus arachidicola y A. pseudocaelatus que atacan los granos de maíz amarillo. Estas cepas son responsables de la producción de aflatoxinas en diferentes estadios de granos de estos cereales. De esta manera el nanocompuesto podría ser utilizado como materia prima para la elaboración de empaques que protejan los granos evitando que estos puedan ser afectados. Primero, se obtendrán las NNps-ZnO mediante el método de reacción química utilizando nitrato de zinc e hidróxido de sodio. Después las NNps serán analizadas por FTIR, UV-Vis, SEM, DRX y TEM para obtener información sobre su pureza, cristalinidad, distribución de tamaño de partícula y su morfología. Se realizará una evaluación fungicida a fin de determinar la concentración mínima inhibitoria (MIC) que se necesita para inhibir el crecimiento o proliferación de los hongos. Luego se realizará la incorporación de las NNps-ZnO en una matriz polimérica (quitosano, PLA) tomando en consideración el valor del MIC. De la misma manera se evaluará la actividad fungicida del nanocompósito a base de NNps-ZnO a fin de determinar cuál de los nanocompuestos exhibe un mejor MIC. Dependiendo de los resultados obtenidos, se tendrá que ajustar el porcentaje de NNps-ZnO en la matriz polimérica. Finalmente, se realizarían ensayos con granos de maíz amarillo duro. En este caso, se quiere observar si el nanocompósito elegido evita la proliferación y crecimiento de los hongos en los granos infectados a diferentes estadios.
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Este proyecto busca desarrollar un material que permita remediar suelos contaminados con cadmio por medio de la inmovilización de este contaminante, de manera que pueda ser empleado como una vía alternativa para la remoción de este metal. El estudio abarca el desarrollo y optimización de este material elaborado a partir de compuestos biodegradables, y los ensayos de remoción en muestras acuosas y muestras de suelo que recrean un escenario real de contaminación. De esta manera, se pretende obtener un material que sea eficiente, económico y eco-amigable, y que se convierta en una alternativa atractiva y competitiva frente a otras tecnologías de remediación.
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En este trabajo, se propone el desarrollo de un nanocomposito, es decir, un material donde uno de sus componentes se encuentra a nanoescala. Para ello, se empleará nanopartículas de hidroxiapatita, quitosana como matriz polimérica de soporte.
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Synthesis of nanosized particles with antibacterial properties is of great interest in the development of new pharmaceutical products. In this article we present the synthesis of copper oxide-NPs prepared by chemical reduction from aqueous solutions of copper sulfate with hydrazine hydrate and sodium borohydride as reductant; and PVP as stabilizer. We have used transmission electron microscopy imaging (TEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and X ray diffraction (DRX) to characterize the nanoparticles. The energy-dispersive X-ray spectroscopy of the nanoparticles dispersion confirmed the presence of elemental copper and oxygen signals. No obvious elemental impurity was detected. The DRX shows the formation of tenorite (CuO) and cuprite nanoparticles (Cu2O) when different ratios of copper sulfate and reductants were used. The average size and morphology of the copper oxide nanoparticles were determined by image analysis on TEM photographs. The results show agglomerates of grains with a narrow size distribution (from 20 to 70 nm), whereas the radii of the individual particles are between 2 and 20 nm. The antibacterial activity of nanoparticles was measured by the Kirby-Bauer method. The results showed reasonable bactericidal activity against Escherichia coli, Pseudomonas aureginosa and Staphylococcus aureus. Finally, copper oxides nanoparticles with bactericidal activity were incorporated into cotton fabrics by applying ultrasound waves. It is observed that nanoparticles remain impregnated to the cotton fabric after five washes, when they are incorporated into the fabric with the ultrasound method.
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El presente trabajo propone sintetizar nanopartículas de hidroxiapatita fluorada [Ca10(PO4)6(OH)2], NNps-HAF y evaluar su potencial aplicación en rellenos dentales. La Hidroxiapatita (HA) es un fosfato cálcico, cuya composición fisicoquímica es similar a los constituyentes minerales del hueso humano. El estudio de sus propiedades ha sido de gran relevancia en los últimos años, por su potencial aplicación médica para transplantes óseos y dentales. Varios factores afectan el desempeño del material para este tipo de aplicaciones, entre ellos la composición química, la porosidad y el tamaño de los poros. Entre las ventajas de emplear HA se tiene que no es tóxica y es compatible química y biológicamente con el hueso humano y el ambiente fisiológico y tiene la capacidad de enlazarse morfológicamente con el hueso. Se considera a la HA como un material bioactivo, ya que promueve una respuesta biológica específica en la interfaz del material, la cual resulta en la formación de un enlace entre los tejidos y el material. Los materiales bioactivos se enlazan al hueso sin producir tejido fibroso en las intercaras material¿tejido óseo, además estos materiales promueven el crecimiento del mineral óseo, también conocido como osteointegración. Algunas características importantes que deben ser consideradas en materiales para implantes son el tamaño de partícula, la estequiometría, la morfología y la cristalinidad, ya que estos factores afectan las propiedades fisicoquímicas de la HAF y, por lo tanto, la respuesta en el medio fisiológico del cuerpo humano. En este sentido se propone sintetizar NNps-HAF a partir de la nanopartículas de HA obtenidas previamente. Las aplicaciones dentales serán exploradas en ensayos preliminares.
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En el presente proyecto de investigación se plantea desarrollar un biosensor nanoestructurado para la detección de biomarcadores de tuberculosis (TBC) que constituya la base de un método innovador para diagnosticar TBC. La tuberculosis es una infección bacteriana que aqueja a millones de personas, siendo el Perú uno de los países más afectados en Latinoamérica. El resurgimiento de la enfermedad en los últimos años y las limitaciones de los métodos actuales de diagnóstico en términos de sensibilidad, especificidad, tiempo de respuesta y costo, han generado la necesidad de desarrollar nuevos métodos. Nuestra propuesta contempla el desarrollo de un sistema nanoestructurado capaz de interactuar con biomarcadores de TBC para generar una señal electrónica medible y sensible de ser correlacionada con la concentración de bacteria. El trabajo a realizar contempla la fabricación de la nanoestructura base, su caracterización, el desarrollo del sistema de medición y adquisición de datos, la implementación del biosensor, la evaluación de la capacidad del mismo para detectar biomarcadores de TBC, y el estudio de impacto social que generaría la introducción de un nuevo método de diagnóstico basado en nanotecnología, tanto en el sistema de salud peruano como en la sociedad en general. Para ello se ha conformado un equipo interdisciplinario de investigadores especialistas en nanotecnología, medicina, química, toxicología, electrónica, y ciencias sociales; contándose además con la colaboración de un panel de expertos a nivel nacional e internacional.
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