Química (Lic.)

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Diseño y validación de un método de análisis por espectrofotometría UV-VIS para Cinc (11) y mercurio en muestras acuosas
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-12-07) Flores Mariños, Betty Mercedes; Gamboa Fuentes, Nadia Rosa
Se diseñó un método confiable de análisis para cinc (II) y mercurio (II) en muestras acuosas como una alternativa viable a dichos análisis en el laboratorio de investigación. La técnica analítica se desarrolló por espectroscopía de absorción molecular UV/VIS debido a su fácil manejo, la rapidez del análisis y su fácil acceso dentro de la Sección Química. Para la detección de estos analitos se empleó ditizona, un reactivo orgánico de común uso en análisis cualitativo y cuantitativo de metales pesados. La reacción de la ditizona y los analitos se realizó en medio micelar con el surfactante no iónico Tritón X-100. Se redujo el consumo de muestras y reactivos debido a que las reacciones entre metal y ditizona fue trabajada en bajos volúmenes, lo que contribuye con ahorro económico y de disposición de residuos. La confiabilidad de los resultados entregados por este método se garantizó mediante un proceso de validación. Los parámetros empleados para expresar esta confiabilidad fueron precisión, veracidad, rango lineal, límite de detección, límite de cuantificación e incertidumbre. Asimismo, el análisis de mercurio fue contrastado por CV-AAS, basada en la norma EPA Method 245.1 en el Instituto de Corrosión y Protección de la Pontificia Universidad del Perú, que es un laboratorio acreditado internacionalmente. El rango lineal obtenido fue de 0,1 a 0,8 mg.L-1 y 0,1 a 1,2 mg.L-1 para el cinc y el mercurio respectivamente. El límite de de detección fue 0,04 mg.L-1 para ambos analitos, mientras que el límite de cuantificación fue 0,08 mg.L-1 y 0,1 mg.L-1 para cinc y mercurio. La desviación estándar relativa para cuatro réplicas fue de 0,22 a 0,84 % y de 0,7 a 3,9 % para cinc y mercurio. Por último, la incertidumbre estándar expandida del método fue ± 0,0139 mg.L-1 para el cinc y ± 0,0052 mg.L-1 para el mercurio. Se concluyó que el método desarrollado es una interesante alternativa analítica para la determinación de mercurio (II) y cinc (II) en disolución acuosa, pues los resultados del test de t-Student demostraron que las medias obtenidas mediante este método y la técnica de absorción atómica fueron estadísticamente iguales. Finalmente, se determinó que el método no es aplicable para muestras cuyo pH sea menor a 2, debido a que a partir de este valor la amortiguación del buffer se ve afectada, o mayores a 8 pues existe el riesgo de precipitar los hidróxidos metálicos.
Poliésteres insaturados elaborados a partir del reciclaje químico de Poli (Tereftalato de Etileno), PET, y su aplicación como matriz de encapsulamiento de sales
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-07-23) Elgegren Lituma, Mariela; Nakamatsu Kuniyoshi, Javier
El incremento y la consecuente acumulación de desechos plásticos hacen necesaria la implementación de alternativas para su manejo y disposición. El poli(tereftalato de etileno), PET, es uno de los plásticos más utilizados, especialmente en la elaboración de botellas descartables que, debido a su uso masivo y a su alta resistencia a la degradación, hacen conveniente el desarrollo de métodos para su reciclaje. Este trabajo presenta una manera de afrontar la acumulación de residuos de PET utilizando el producto de la despolimerización en la obtención de resinas de poliéster insaturado que, entre sus diversas aplicaciones, pueden utilizarse para el encapsulamiento de residuos que hacen necesario evitar el riesgo de su liberación al ambiente debido a su peligrosidad. En primer lugar, se estudió la despolimerización de desechos de PET con etilenglicol variando las cantidades de catalizador y el tiempo de reacción. Se logró hasta 82% de rendimiento del monómero tereftalato de bis(2-hidroxietileno), BHET, con 0,7% de acetato de cinc y 3 horas de reacción. Además, se determinó que también se produce el dímero de BHET entre 5 - 6%. La caracterización de ambos productos se realizó por espectroscopía infrarroja, de resonancia magnética nuclear (RMN) y de masas. Posteriormente, se sintetizaron diversas resinas de poliéster insaturado utilizando el BHET obtenido de la despolimerización del PET, anhidrido maleico (AM), ácido adípico (AA) y un glicol. Los glicoles utilizados fueron etilenglicol (EG), dietilenglicol (DG), propilenglicol (PG) y 2-etil-1,3-hexanodiol (EHD). Las resinas estudiadas estuvieron compuestas por las combinaciones de glicol-AM, glicol-AM-BHET, glicol-AM-AA y glicol-AM-BHET-AA a modo de compararlas y analizar cada una de ellas en el encapsulamiento de sales. La caracterización de los poliésteres insaturados se realizó mediante análisis de RMN y se logró elucidar las estructuras químicas de las resinas sintetizadas con etilenglicol y dietilenglicol. Adicionalmente, se calcularon los pesos moleculares promedio de los poliésteres a partir del análisis de grupos terminales -OH y -COOH que varían entre 488 a 1023 g/mol. Las resinas sintetizadas con EHD poseen los pesos moleculares más altos. Finalmente, se evaluó la capacidad de las resinas sintetizadas como matriz de encapsulamiento. Para ello se utilizó cloruro de sodio como modelo del compuesto a encapsular. Las probetas se prepararon mezclando la resina de poliéster, la sal y estireno. El entrecruzamiento se llevó a cabo con un iniciador (peróxido de metil etil cetona) y un catalizador (octoato de cobalto). La capacidad de encapsulamiento se determinó sumergiendo las probetas por ocho semanas en agua destilada. Se encontró que la presencia de BHET en la resina brinda mayor resistencia e impermeabilidad a las matrices poliméricas. Además, las probetas formadas con las resinas PG-AM-BHET y EHD-AM-BHET retienen el 80% de sal luego de estar sumergidas en agua y las de DG-AM-AA retienen la menor cantidad de sal (13%).
Formulación y manufactura de productos para la higiene personal y cosmética
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-08-02) Hilgert Valderrama, Eduardo Ludvik; Pastor de Abram, Ana
Además del jabón sólido tradicional, en los últimos treinta años han aparecido en el mercado de los cosméticos, los llamados jabones líquidos que tienen aplicaciones donde los primeros tienen limitaciones. Estos se pueden clasificar en tres tipos: naturales, semisintéticos y sintéticos; los últimos contienen diversos componentes, dentro de estos los polímeros solubles en agua tienen un gran desarrollo, existiendo dos tipos principales, los de origen natural, como las celulosas modificadas y los sintéticos como los copolimeros acrílicos. En el marco de la globalización económica, apareció un nicho de mercado para los jabones líquidos presentados bajo el sistema de sachet en caja o bag in box, dado que estos proporcionan ventajas como estandarización, higiene inherente al ser descartables, de fácil recambio y no ser necesario el rellenado de los dosificadores de jabón, cumpliendo con los requisitos HACCPS; aceptando esta presentación tres tipos de productos: jabón liquido cosmético, jabón liquido antibacterial y sanitizante instantáneo. Podemos clasificar sus componentes en 6 grupos: ingredientes activos, tensoactivos, aditivos de apariencia, reguladores de pH, preservantes y excipientes. Al primero pertenecen compuestos como el antibacteriano triclosan; de los tensoactivos uno muy usado es el lauril éter sulfato de sodio; aditivos de apariencia como colorantes, agentes de perlado, perfumes y espesantes como las hidroxietilcelulosas y los carbómeros; preservantes muy usados son las isotiazolinonas; como excipiente se usa agua desionizada. También los cosméticos con aditivos naturales tienen demanda actualmente. Para atender esta necesidad se desarrolló una crema con extracto de uña de gato y otra con concha de nácar pulverizada. Para la fabricación de estos cosméticos fue necesario el diseño de maquinaria apta para líquidos de alta viscosidad y geles de viscosidad media que incluye un reactor, motor de ½ HP con reductor y diferentes hélices para dispersar, emulsionar y/o mezclar según sea el caso. Para fabricar los productos mencionados en el sistema de sachet en caja se desarrolló un empaque que consta de una bolsa de material bilaminado PE/PA a la cual se ha sellado térmicamente un pitón de resina EVA, al cual se le inserta un dispositivo compuesto por una manguera de látex y una válvula de paso con partes de resina ABS y acero inoxidable. Todo este proceso productivo se hace llevando los respectivos controles de calidad de insumos, en proceso y de producto terminado.
Síntesis, caracterización y propiedades mecánicas de resinas de poliéster insaturado a partir del reciclaje químico del poli (Teraftalato de Etileno)
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-08-06) Tiravanti Beoutis, Giulliana Jacqueline; Nakamatsu Kuniyoshi, Javier
El uso del poli(tereftalato de etileno), PET, como producto de consumo masivo se ha incrementado considerablemente en los últimos años y con ello la acumulación de sus desechos. Por ello, se ha puesto interés en estudiar el reciclaje químico de este material para la obtención de un monómero que se pueda emplear en la síntesis de poliésteres insaturados, material de importancia comercial. Para ello, se despolimerizó desechos de botellas mediante glicólisis con etilenglicol (EG) para obtener el tereftalato de bis(2-hidroxietileno), BHET. Se evaluó el efecto de la cantidad de catalizador (acetato de cinc) y el tiempo de reacción sobre el rendimiento. Se alcanzó un rendimiento máximo de 82% al emplear 0,7% (w/w) de catalizador y 3 horas de reacción. El BHET se caracterizó por espectroscopia 1H-RMN e IR. Con el BHET obtenido de la despolimerización se sintetizaron varios poliésteres insaturados utilizando otros glicoles, anhidrido maleico y anhidrido ftálico o ácido adípico en presencia de los catalizadores Ca(CH3COO)2 y Sb2O3. La reacción de polimerización se monitoreó mediante la medición del número ácido y se verificó por 1H-RMN y COSY. Los pesos moleculares de los poliésteres formados se determinaron mediante el análisis de grupos terminales (número ácido y número hidroxilo). Se sintetizaron poliésteres insaturados con BHET, etilenglicol (EG), dietilenglicol (DEG), propilenglicol (PG), 1,4-butanodiol (Butdiol) y 2-etil-1,3-hexanodiol (EtHexdiol) de pesos moleculares entre 476 y 828 g/mol. Se logró asignar las señales de los espectros RMN con las estructuras respectivas para los poliésteres de DEG, EG y Butdiol. Se encontró que se produce la isomerización de cis a trans en el alqueno y la razón de isomerización trans/cis se favorece en el orden de DEG
Estudio analítico de nitratos en aguas subterráneas en el distrito San Pedro de Lloc
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-08-06) Vinelli Ramírez, Rina Natalia; Gamboa Fuentes, Nadia Rosa
El cultivo de arroz es una de las actividades económicas más importantes en el distrito de San Pedro de Lloc, en la región de La Libertad Perú. En consecuencia, el uso intensivo de fertilizantes nitrogenados y el riego por inundación ocasiona contaminación de aguas subterráneas impactando negativamente en las reservas naturales y en la salud humana. Los nitratos presentes en estas aguas se reducen a nitritos al formar metahemoglobina y disminuye así la capacidad de oxigenación en la sangre, lo que se manifiesta por la coloración azulada de la piel y llegando al coma o la muerte de los niños expuestos. En este proyecto se diseñó y ejecutó un protocolo de monitoreo de agua subterráneas para esta zona. En los pozos seleccionados se tomó muestras para análisis de parámetros físicoquímicos y, en particular, contenido de nitratos, bajo metodologías estándar EPA o SM-AWWA. Las estaciones de muestreo fueron elegidas en zonas agrícolas, ganaderas y urbanas. El primer muestreo, abril 2007, se desarrolló durante la campaña principal de cultivo y el segundo muestreo, junio 2007, a mediados de las campañas complementaria y chica en el año 2007. Los análisis revelaron una concentración de nitratos inferior a los límites de calidad válidos en el país a la fecha de estudio, lo cual es una respuesta tranquilizadora pero puntual. El pH se encuentra en el rango establecido para su categoría. En cuanto a la conductividad, sólo un pozo da un valor de conductividad mayor al límite. En ningún caso, los cloruros sobrepasan los límites legales y, observándose concentraciones más altas en los pozos abandonados o cercanos al mar. Más del 90% de las estaciones de muestreo se encuentran en categoría de aguas muy duras, es decir, concentraciones superiores a 300 mg CaCO3/L. Un pozo en un área de actividad agrícola intensa presenta niveles de ortofosfato mayores durante el segundo muestreo, lo que muestra la relación directa actividad agrícola-calidad de agua. En cambio, en los pozos abandonados el contenido de este analito baja lo que podría ser por desuso de fertilizante o actividades agrícolas cercanas. En el caso de los metales, las concentraciones obtenidas de plomo, cadmio, hierro y cobre están por debajo de los límites establecidos.
Estudio de liberación de sulfadiazina de plata desde matrices de quitosanos para su uso como apósitos en quemaduras
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-02-18) García García, Jessica Vanessa; Pastor de Abram, Ana
Las quemaduras en los seres vivientes son lesiones a los tejidos orgánicos ocasionados por un agente que produce una variación térmica local. Existen diversos grados de quemaduras dependiendo de la extensión y la profundidad de la lesión. En el caso de las quemaduras de mayor gravedad se realizan tratamientos largos y dolorosos que se basan en el reemplazo de la piel dañada por un homoinjerto o heteroinjerto, complementado con el uso de diversos fármacos para evitar el rechazo y las infecciones que puedan producirse por la exposición de los tejidos al ambiente. Se conoce la biocompatibilidad del quitosano y su uso como matriz de liberación de fármacos, por lo que se estudió su obtención a partir de quitina proveniente de la concha caliza (pluma) del calamar gigante Dosidicus gigas. Dado que la sulfadiazina de plata es un fármaco usado exitosamente en el tratamiento de quemaduras, se prepararon películas de quitosano cargadas con este fármaco, comprobándose la viabilidad del uso de este biopolímero para tal fin. Luego se procedió a estudiar la cinética de liberación de la sulfadiazina de plata de películas de quitosanos. En la presente investigación se estudió la cinética de liberación de sulfadiazina de plata en tres diferentes tipos de quitosanos: uno de uso comercial y dos preparados en nuestros laboratorios. Se determinaron sus características fisicoquímicas como grado de desacetilación y peso molecular, obteniéndose quitosanos de pesos moleculares entre 170 – 490 kDa y grado de desacetilación entre 85 – 90%. Las películas desarrolladas fueron cargadas con dos diferentes concentraciones del fármaco y liberados a un medio buffer fosfato de pH 9 que simula el ambiente de una quemadura. Se determinó que la liberación del fármaco comienza con una etapa de equilibrio con el medio, seguida de una liberación controlada. Todas las películas mostraron un comportamiento similar; sin embargo, la película preparada con el quitosano de peso molecular de 486,2 kDa y grado de desacetilación de 89,55% fue la que liberó el fármaco de forma sostenida por tiempo más prolongado y a una mayor concentración en comparación con las otras. Las películas preparadas con los polielectrolitos quitosano-alginato no fueron homogéneas, observándose que el fármaco no fue cargado de manera efectiva. Esto se comprueba en el perfil de liberación, siendo este de concentraciones mucho menores que las halladas con películas de quitosano solo y por debajo del rango de calibración. Sin embargo, se obtienen mejores resultados con la película hecha de quitosano Q12 y alginato con una concentración máxima de 0,035 mg/L a la media hora de liberación y reduciendo su liberación hasta 0,00024 mg/L a las 23 horas, mientras que con quitosano Q13 se obtuvo a las 23 horas una liberación fuera del rango. Esta diferencia viene dada por la mayor interacción del quitosano Q12 de menor peso molecular con el alginato, dando una interacción mayor con el fármaco. Además, para poder comparar la efectividad de las películas, se realizó la liberación del fármaco desde una crema comercial de sulfadiazina al 1%. Se observó que, si bien la crema comercial libera el fármaco de forma sostenida, la concentración es mucho mayor, llegando a niveles de 0,089 mg/L a las 23 horas de liberación, mientras que las películas de quitosano pueden liberar 0,031 mg/L en el mismo tiempo. En consecuencia, existe la posibilidad de envenenamiento por grandes concentraciones de iones plata en sangre y tejidos, lo que puede ser evitado con el uso de los apósitos de quitosano.
Correlación de la viscocidad con la energía potencial ion-dipolo en soluciones acuosas y acetónicas de hexafluorurofosfato y tetrafluoroborato de 1-n-butil-3-metilmidazolio
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-09-20) Mispireta Amésquita, Cecilia Vanessa; Kong Moreno, Maynard Jorge
Los líquidos iónicos se presentan como una alternativa muy prometedora respecto de los solventes orgánicos comúnmente usados, debido a su bajo punto de ebullición, amplio rango al estado líquido, baja flamabilidad y su baja volatilidad. Estas propiedades los hacen amigables al medio ambiente y se promocionan mucho en química verde. Por otro lado, se caracterizan por su estabilidad electroquímica y térmica, y sus buenas propiedades de disolución, tanto de especies orgánicas, como de inorgánicas. Existen muchas combinaciones posibles de iones y el principal atractivo de estos compuestos es el poder disponer de un medio conductor de cargas a temperatura ambiente. Entre los aspectos negativos de los líquidos iónicos destaca su alta viscosidad, mayor a la de otros solventes comunes, lo que trae como consecuencia que se reduzca la transferencia de masa y se eleven los costos de bombeo. Además, una gran dificultad para fluir va de la mano con una baja conductividad. Para poder optimizar los aspectos positivos de los líquidos iónicos y minimizar los negativos, es necesario conocer a un nivel microscópico las interacciones en sistemas donde se encuentren puros o en mezclas con otros solventes, así como su respuesta ante perturbaciones como el aumento o la disminución de la temperatura o variaciones en la concentración de un co-solvente. Por este motivo, en la presente investigación se estudió, experimentalmente, la variación de densidad y viscosidad en soluciones acuosas y acetónicas de los líquidos iónicos hexafluorofosfato de 1-n-butil-3-metilimidazolio y tetrafluoroborato de 1-n-butil-3-metilimidazolio, variando la concentración del líquido iónico y la temperatura de trabajo. Luego, se calculó el coeficiente de actividad expresado como la proporción entre la viscosidad ideal y real y se correlacionó este valor con la energía potencial de la interacción ion-dipolo para cada uno de los sistemas estudiados, para determinar el predominio de fuerzas atractivas o repulsivas en las mezclas. La correlación, de tipo exponencial, resultó muy apropiada para las soluciones acetónicas; no obstante, presentó una fuerte desviación en las soluciones acuosas. Esto, para los sistemas estudiados a 25°C. Los sistemas estudiados a diferentes temperaturas presentaron una buena correlación con la ecuación de Arrhenius sobre la dependencia de la viscosidad con la temperatura. Luego, se obtuvo una correlación entre la fracción molar y la energía de activación de movimiento y, nuevamente, los sistemas acetónicos presentaron una buena correlación, y no así los acuosos.
Estudio comparativo de la capacidad de adsorción de Cadmio utilizando carbones activados preparados a partir de semillas de aguaje y de aceituna
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-11-10) Obregón Valencia, Daniel Cristopher; Sun Kuo, María del Rosario
El presente trabajo de investigación se centró en el estudio de la adsorción del ión cadmio, que es un metal pesado muy tóxico aún a bajas concentraciones, empleando carbones activados (CA) preparados a partir de semillas de aguaje 8serie AG) y de aceituna (serie AC). El carbón activado se obtuvo mediante una activación química, utilizando ácido fosfórico como agente activante. Se ensayaron tres grados de impregnación distintos: 0,75 ,1 y 1,5 gH3PO4/gPrecursor, y la activación térmica se realizó a tres diferentes La caracterización fisicoquímica de los carbones activados se realizó empleando las técnicas de microscopia electrónica de barrido (SEM), adsorción y desorción de nitrógeno, espectroscopia infrarroja con transformadas de Fourier (FTIR), titulación Boehm y análisis termogravimétrico (ATG). Los resultados de la caracterización indicaron que un aumento de la temperatura de activación de 400 a 600oC produjo una disminución del área superficial principalmente en la zona microporosa. Además, se observó un aumento de la acidez superficial del carbón activado. Esta misma tendencia creciente se determinó en la capacidad de adsorción. Por el contrario, al incrementarse la razón de impregnación en los carbones activados a 600oC, se apreció un incremento del área superficial y una tendencia descendente en la acidez superficial, que también se reflejó en la capacidad de adsorción de estos carbones. Adicionalmente, se pudo apreciar que al aumentar el pH de la solución de 2 a 5, la capacidad de adsorción de cadmio aumenta apreciablemente. Por los resultados obtenidos se puede establecer que la naturaleza del precursor, la temperatura de activación, la razón de impregnación y el pH de la solución fueron las variables con mayor influencia en las propiedades adsorbentes de los CA. Los mejores carbones obtenidos fueron: AG0.75_600 entre los carbones de la serie AG, y AC1_600 para la serie AC. Estos carbones se caracterizaron por tener una alta mesoporosidad (140 y 125 m2.g-1) y acidez superficial (2,43 y 2,37 mmol H+.g-1) lo que favoreció la adsorción de cadmio. Finalmente, todas las isotermas de adsorción presentaron un ajuste predominante con el modelo Redlich-Peterson por medio del cual se pudo determinar que la adsorción del ión cadmio tenía una mayor predominancia a una isoterma tipo Langmuir, esto indicaría que el proceso de adsorción se lleva a cabo en centros activos homogéneos y equivalentes en energía en toda la superficie del carbón.
Estudio de la dinámica de la degradación de hojarasca en bosque tropical amazónico utilizando marcadores químicos de descomposición
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-08-11) D'Acunha Sandoval, Brenda Melissa; Cosio Caravasi, Eric Gabriel
El ciclo de carbono en un bosque tropical se completa por la labor de descomposición que llevan a cabo los organismos detritívoros en el suelo del bosque. Estos actúan sobre el mantillo de hojas, ramas y troncos que se acumulan en el suelo. Dependiendo de la composición del bosque, estas tasas varían, y algunos de los factores determinantes más importantes para ver cuánto demora este proceso son el contenido de fenólicos totales, la proporción de carbono-nitrógeno y los tipos de lignina presentes. Se han realizado numerosos estudios sobre las tasas de desaparición de biomasa y análisis simples de contenidos de distintos indicadores en mantillo pero la dinámica de estos procesos de degradación, así como los principales componentes e intermediarios de la misma, aún están en proceso de caracterización. Un buen entendimiento del balance de carbono en todo el sistema es crítico para poder determinar su papel en el cambio climático, ya sea como amortiguadora del mismo, o agravando el problema. En particular, para poder realizar esto, es necesario cuantificar los flujos dominantes de salida y entrada de los grandes almacenes de carbono y el control ambiental de estos flujos. Estos esfuerzos en las diferentes determinaciones dependen, principalmente, de modelos predictivos para lo cual, a su vez, se necesitan estimaciones adecuadas de los principales procesos biológicos del ciclo de carbono como son: la absorción de carbono por fotosíntesis, el crecimiento de las plantas y la degradación de las mismas. Es por ello que este trabajo de investigación tuvo como fin, mediante técnicas analíticas, caracterizar la descomposición de mantillo en bosque evaluando los diferentes marcadores de degradación y ver cómo estos cambian en el tiempo durante el proceso de descomposición. Es así que se estudió la descomposición de dos especies arbóreas de alta importancia biológica: Calophyllum brasiliense Cambess y Bixa arborea Huber mediante la técnica de bolsas de descomposición. Estas fueron dejadas en el suelo del bosque de la Reserva Nacional Tambopata y recolectadas en períodos definidos para luego analizar el contenido de fósforo, calcio, polifenoles totales, taninos condensados, celulosa, hemicelulosa, lignina, carbono y nitrógeno y ver la correlación de cada parámetro con la velocidad de degradación del material vegetal. Se encontraron diferencias significativas en la química de ambas especies, así como en las constantes de descomposición. Se espera que estos resultados puedan ser utilizados en futuras investigaciones y modelos de flujo de carbono en bosques para así tener un mejor entendimiento del balance de carbono y nitrógeno y su papel en el cambio climático.
Estudio físico y químico de suelos agrícolas para la estimación del nivel de salinización en el sector bajo de San Pedro de Lloc
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-12-07) Marchese Morales, Adolfo Bruno; Gamboa Fuentes, Nadia Rosa
El fenómeno de la salinización del suelo afecta el adecuado crecimiento de las plantas y es una de las principales causas de degradación del suelo (FAO, 2007). Se estima que 397 millones de hectáreas de cultivos en el mundo (3,1 %) presentaron un exceso de sales en el año 2005 (Setia et al., 2013). Se observa este impacto principalmente en zonas con climas áridos y semi-áridos debido a: mayor evaporación de agua, aumento del nivel freático, agua de riego salinizada y malas prácticas agrícolas, como el uso excesivo de fertilizantes y quema del cultivo residual (Alva et al., 1976). Los suelos agrícolas son el recurso más escaso del país. Los cultivos de San Pedro de Lloc se ubican en la costa norte peruana y son una importante fuente de la producción nacional de arroz, azúcar, maíz, etc. (Quispe, 2009; Vinelli, 2012). La información actual sobre salinización en el distrito se encuentra desactualizada y no profundizada. En el presente trabajo de investigación se estudió la salinización que afrontan los suelos destinados a cultivos agrícolas en dicha localidad. El estudio comprendió la implementación y validación de metodologías de análisis físicos (textura, densidad aparente, humedad) y químicos (potencial de hidrógeno, conductividad eléctrica, carbono inorgánico, sodio, potasio, calcio, magnesio, materia orgánica, carbono inorgánico, relación C/N, cloruros, sulfatos y nitratos). Se diseñó un programa de monitoreo para suelos en la localidad considerando la ubicación y frecuencia de estaciones de muestreo representativas y la información previa generada por los investigadores de la PUCP. Luego, se aplicaron dichas metodologías validadas para el análisis de las muestras de suelo y agua colectadas en campo y se realizó el análisis estadístico de los resultados. Se encontraron suelos desde ligeramente a extremadamente salinos con pH en el rango de 7,5 – 8,5. Los suelos sódicos con relación de adsorción de sodio (SAR) elevada corresponden a 45 % de los suelos del área de estudio. Poseen capacidad de retención de agua mediana a baja ya que la textura arenosa es la predominante. El porcentaje de materia orgánica es variable, pero disponible para las especies vegetales. La concentración de sulfatos y nitratos es elevada por el uso excesivo de fertilizantes. Se concluye que los suelos del distrito de San Pedro de Lloc están atravesando un serio proceso de salinización y sodificación debido a las malas prácticas agrícolas.
Extracción y caracterización del alginato de sodio procedente del alga parda Macrocystis sp.
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-12-07) Ayarza León, Jorge Luis; Nakamatsu Kuniyoshi, Javier
Las algas son consideradas como una de las fuentes sostenibles de biomasa más prometedoras. Son capaces de producir y almacenar una gran cantidad de biomoléculas de importancia como potenciales combustibles, alimentos para seres humanos y animales, fármacos y aditivos para alimentos, productos agroindustriales, cosméticos e incluso para tratamiento de aguas. El mar, los ríos y los lagos del Perú constituyen el hábitat de muchas especies de algas. El alginato es un polisacárido lineal compuesto de unidades de las sales de los ácidos carboxílicos β-D-manurónico (M) y α-L-gulurónico (G); y se encuentra presente en gran cantidad en la matriz extracelular de las algas marinas pardas de la clase Phaeophyceae. En la actualidad, el alginato se extrae en diversas partes del mundo de una gran variedad de especies de algas. La utilidad del alginato a nivel académico e industrial es variada, sus usos comunes incluyen: aglutinante en tintes para textiles, agente espesante o estabilizante en mezclas alimenticias, matriz para inmovilizar y transportar agentes biológicos o catalíticos, fabricación de fibras antibacterianas y hemostáticas, etc. En el presente trabajo se estudió el alginato obtenido del alga Macrocystis sp., una especie endémica del Perú. En primer lugar, se optimizó el proceso de obtención del alginato, el cual contempló tres procedimientos: un pre-tratamiento, una extracción y una purificación. Previamente, el alga se separó en tres partes, según su morfología: hojas, bulbos y tallos. El pre-tratamiento del alga óptimo consistió en un lavado con una solución acuosa de hipoclorito de sodio NaOCl 0,5 % por 30 min. La extracción óptima se consiguió con una solución acuosa de carbonato de sodio en proporción molar 1:1 de Na2CO3 a alginato, a 80 ºC por 2 h. Finalmente, se propuso un método alternativo de purificación, el cual consistió en una precipitación del extracto crudo de alginato en 2-propanol, seguido de la disolución del extracto crudo y seco en una solución acuosa de EDTA 5 mM, una centrifugación, una filtración con membrana, un proceso de diálisis en agua y un secado por liofilización. En segundo lugar, se realizó un análisis químico del producto final para determinar la composición y estructura del alginato. Por espectroscopía 1H-RMN se determinó los valores de ratio M/G y la longitud promedio en número de los bloques-G sin considerar las triadas –MGM– (NG>1). El ratio M/G promedio fue 1,75, indicando así una composición de 64 %de unidades manuronato y 36 % de guluronato. No se observó una diferencia significativa en el ratio M/G entre los extractos de las tres partes del alga, sin embargo, el alginato de los tallos y bulbos contenía cadenas de guluronatos más largas que el de las hojas. Por otro lado, la espectroscopía FT-IR permitió verificar los grupos funcionales del alginato y estimar el ratio M/G. Se determinó que las mediciones por FT-IR eran comparables a las de RMN, y por lo tanto servirían para controles rutinarios de la caracterización del alginato. En tercer lugar, se realizó un análisis de masa molar del alginato por viscosimetría capilar y GPC. Con la viscosimetría capilar, se determinó que la masa molar promedio en viscosidad del alginato fue de aproximadamente 320 kDa. El análisis por GPC mostró que los extractos de las tres partes del alga tenían la misma distribución de masas molares, con un Mp promedio de 330 ± 20 kDa relativo a estándares de PEO. Además, se determinó que el PDI promedio es 5,094 ± 0,201, lo cual indica una distribución bastante dispersa. Finalmente, se realizó un estudio morfológico del ácido algínico, alginato de sodio y sus derivados de calcio y cobre por microscopía electrónica de barrido (SEM); y un estudio de la degradación del alginato en medio alcalino asistida por microondas. Adicionalmente, se incluyó un análisis del residuo del pre-tratamiento del alga, puesto que se consideró la posibilidad de encontrar un polisacárido denominado fucoidan, el cual es de interés académico y comercial.
Aplicación de un diseño experimental factorial en el estudio de la adsorción de fenol y nitrofenoles con nanofibras de carbono
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-12-10) Beltrán Suito, Rodrigo; Sun Kuo, María del Rosario
El objetivo principal de la presente investigación fue el estudio de la adsorción de fenol, 2-nitrofenol, 4-nitrofenol y 2,4-dinitrofenol con nanofibras de carbono (CNF) como adsorbente mediante el uso de un diseño experimental aplicando el modelo factorial de Box Wilson. El uso de este modelo permitió estudiar el efecto en conjunto de diferentes variables (pH, fuerza iónica y concentración inicial del adsorbato) y encontrar las condiciones óptimas para la adsorción. Las CNF fueron sintetizadas por el método CVD utilizando una mezcla de etileno e hidrógeno en un reactor tubular de lecho fijo empleando un catalizador de Ni/SiO2 por 4h a 873K. El material adsorbente (CNF) fue caracterizado mediante diferentes técnicas instrumentales: ATR, FTIR, DRX, SEM, EDX, sorción de N2, titulación Boehm y pHPZC. El análisis por DRX permitió la determinación de las fases cristalográficas en la estructura y la naturaleza grafítica del material. Se encontraron dos picos representativos de planos grafíticos (d101, 44,52° y d002, 25,76°). La titulación Boehm permitió determinar los grupos ácidos superficiales: fenólicos 12,22±0,28 mmolH+/gCNF, lactónicos 6,47±0,12 mmolH+/gCNF y carboxílicos 0,89±0,17 mmolH+/gCNF. La espectroscopia infrarroja (FTIR) permitió identificar los grupos funcionales. El análisis por SEM mostró que las nanofibras se encuentran aglomeradas, sin un ordenamiento aparente, relacionado posiblemente con la alta temperatura empleada en la síntesis (600°C). El análisis elemental realizado (EDX) indica la presencia de solo dos elementos: C (96,4%) y Ni (3,36%), éste último relacionado con el catalizador empleado en la síntesis. Mediante la sorción de N2 se determinó que las CNF tenían un área superficial de 120m2.g-1. Las CNF resultaron ser mayoritariamente micro-mesoporosas, lo que podría favorecer la adsorción de moléculas grandes como el fenol y los nitrofenoles. La isoterma de adsorción de N2 fue de tipo IV, según la clasificación IUPAC, típica de materiales carbonosos. El punto de carga cero encontrado fue de 6,5. El estudio de la cinética de adsorción permitió determinar los tiempos de equilibrio que fueron: 250min para fenol, 300min para 4-nitrofenol y 2,4-dinitrofenol y 400min para 2-nitrofenol. Se aplicó el diseño experimental en base al modelo factorial de Box-Wilson con dos variables (pH y fuerza iónica) y tres variables (pH, fuerza iónica y concentración inicial de adsorbato). A partir de los ensayos propuestos por el diseño factorial se obtuvieron ecuaciones de regresión (funciones de respuesta) de dos y tres variables utilizando el software estadístico JMP® 7.0.1. En base al análisis matemático de estas funciones, se determinó que las condiciones de máxima adsorción para todos los adsorbentes fueron pH = 1 y 20%NaCl. Las condiciones medias fueron pH = 7 y 10%NaCl y las condiciones menos favorables fueron pH = 13 y 0%NaCl. A partir de estas condiciones se realizaron las isotermas de adsorción. Utilizando el software de química computacional HyperChemTM 8.0.3 se realizaron los cálculos de densidad electrónica para los adsorbatos de estudio bajo diferentes condiciones de pH. Se encontró que, para todas las especies adsorbidas, las condiciones ácidas aumentan la electrofilicidad del anillo aromático por una disminución de la densidad electrónica en él mismo. Además, la sustitución de un grupo nitro (NO2) en la estructura lleva a un aumento de la electrofilicidad (disminución de la densidad de carga en el anillo) por su carácter atractor, lo que se tradujo en un aumento de la adsorción. Así mismo, para elucidar el posible mecanismo de adsorción se determinaron las isotermas de adsorción. Los resultados experimentales se correlacionaron con seis modelos de isotermas: Freundlich, Langmuir, Elovich, Temkin, Redlich-Peterson, Dubinin-Radushkevich. En general, se encontró que la adsorción se produce en centros activos con una superficie mixta y con una distribución homogénea de energía. El orden descendente obtenido en relación con a la capacidad de adsorción promedio fue: 2,4-dinitrofenol > 4-nitrofenol > 2-nitrofenol > fenol. Este orden se explica mediante el efecto del pH y la fuerza iónica en la adsorción. El pH tiene el efecto de protonar/desprotonar al adsorbato y este hace variar la electrofilicidad que es determinante en la adsorción. Por otro lado, la fuerza iónica está relacionada con el efecto de “salting out”, que hace cambiar la solubilidad de los adsorbatos debido a la presencia de electrólitos en solución.
Bioadsorción de cromo con borra de café en efluentes de una industra curtiembre local
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-04-15) Lagos Araujo, Lesly Kelly; Gamboa Fuentes, Nadia Rosa
El proceso de curtido de pieles genera efluentes con altas concentraciones de cromo, debido a que en esta etapa solo se aprovecha 70% del total de cromo utilizado, y queda una solución remanente que tiene un impacto negativo en la salud de los obreros de la empresa y los habitantes de zonas aledañas. Esta concentración está muy por encima del límite máximo permisible (LMP) y lo recomendado por la Organización Mundial de la Salud (OMS), por lo que es necesario tratar el efluente. Es necesario establecer métodos amigables y responsables que puedan, simultáneamente, remediar este problema y apoyar la producción manufacturera. En la presente investigación se propuso estudiar el uso de la borra de café como bioadsorbente para tratar los efluentes provenientes de una curtiembre local. Cabe resaltar que la borra de café es un desecho disponible fácilmente al cual no se le rescata ningún beneficio. Por esta razón, es una fuente ideal de soluciones que contribuyan al mejoramiento de la calidad de agua, más aún que no se ha encontrado en la literatura ningún reporte de su aplicación para adsorción de cromo en este tipo de efluentes. Se realizó pretratamiento básico a la borra de café y estudios de adsorción a distintas concentraciones de pH y tiempo de contacto. Se encontró que a pH 5 y tres horas de adsorción se obtiene un coeficiente de adsorción, de 9,19 ± 0,43 mg/g, mayor que la capacidad de adsorción observada por algunos bioadsorbentes como aserrín de distintas maderas y de cáscara de maní (Wan 2008). En cuanto al pretratamiento de la borra de café, se determinó que el tamaño de grano no afecta considerablemente la capacidad de adsorción y que basta el tratamiento con solución básica y bajo agitación para obtener un máximo coeficiente de adsorción de 8,51 ± 0,11 mg/g. Se realizó pruebas empleando muestras del efluente de una empresa curtiembre local cuya concentración de Cr total promedio por FAAS fue 2462 ppm. Bajo las condiciones establecidas previamente se obtuvo una concentración final de Cr total de 158 ppm, es decir, una remoción de 94,1%. Si bien la borra de café funciona como adsorbente para remover el metal en solución, no se obtiene una remoción total de este, por lo que es siempre necesario combinarlo con precipitación de cromo de manera previa para adecuar las condiciones para una mejor adsorción. En cambio, funciona bien para concentraciones bajas, por lo tanto, se puede utilizar la borra de café como un tratamiento final para obtener agua que cumpla con los límites máximos permisibles de cromo en agua.
Análisis metabolómico de extractos de Vanilla sp. (Orchidaceae) mediante resonancia magnética nuclear
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-01-31) Zevallos Ventura, Jorge Álvaro; Maruenda, Helena
El género Vanilla pertenece a la familia Orchidaceae y es la mayor fuente de esencia natural de vainilla. Esta esencia es base en productos de consumo diario como bebidas, comestibles, suplementos y perfumes. Su agradable y refinado aroma se encuentra constituido por más de 200 sustancias químicas; de todas ellas la más importante es la vainillina. Las especies de importancia comercial son tres, Vanilla planifolia (Madagascar, México), Vanilla tahitensis (Tahiti) y Vanilla pompona (Guadalupe y Martinico). En el Perú, si bien se conocen siete especies de Vanilla repartidas en los humedales de Madre de Dios, estas carecen de frutos en la naturaleza debido a la ausencia de polinizadores naturales. Estudios anteriores han señalado la presencia de los glucósidos A y B, tanto en los frutos como en las hojas y tallos, y su posible relación con los metabolitos asociados al particular sabor y aroma de la vainilla. Dado el limitado acceso a los frutos, se han estudiado las hojas de tres de estas especies de Vanilla nativas. Este trabajo consiste en el estudio metabolómico, mediante la espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN), de la V. pompona, V. riberoi y V. palmarum en búsqueda de los mencionados posibles precursores. Se hará uso también de la espectrometría de masas (MS) y análisis multivariable (MVA) como técnicas complementarias. Se identificaron 22 metabolitos, entre primarios y secundarios, mediante RMN, para las tres Vanilla sp. estudiadas, en comparación con la literatura. Entre los metabolitos determinados están el glucósido A, el glucósido B y el alcohol 4-hidroxibencílico, como glucósido y aglicona. Se observaron los pesos moleculares de los metabolitos identificados mediante MS. A través del PCA se logró una marcada distinción basada en los perfiles metabolómicos de cada Vanilla sp. estudiada. Asimismo, mediante OPLS-DA se identificaron los posibles biomarcadores y su correlación con cada especie de Vanilla. III Por lo tanto, los resultados preliminares sugieren que la metodología desarrollada en este trabajo de investigación puede ser implementada para el estudio de productos naturales. Al final de este trabajo se incluyen ciertas recomendaciones para futuras investigaciones.
Metabolismo post-cosecha de Maca (Lepidium meyenii, Wapers) durante su secado tradicional e industrial, con énfasis en la formación de amidas
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-01-31) Hadzich Girola, Antonella; Cosio Caravasi, Eric Gabriel
Lepidium meyenii (Walpers), conocida como maca, es una planta perenne de la familia de las Brasicaceae que crece entre los 3800 y 4500 m.s.n.m. en regiones de puna, generalmente en los departamentos de Junín y Pasco (Perú). Se han identificado principios activos de interés y ha sido reconocida por su alto valor nutricional, energizante y afrodisiaco. Por otro lado, se ha evaluado el perfil químico y la composición de maca fresca y la secada de manera tradicional, y se han encontrado diferencias debidas a procesos bioquímicos post-cosecha que resultan en la formación de compuestos bioactivos adicionales (macamidas). En el presente trabajo se estudió la variación del perfil de compuestos de maca durante su proceso de secado tradicional e industrial. Se ha demostrado que el procesamiento tradicional, el cual consiste en exponer en el campo a los hipocotilos a ciclos diarios variables en temperatura y a radiación ultravioleta (UV) intensa, durante ocho a doce semanas, es esencial para la generación de distintos metabolitos bioactivos, en comparación con otros procesos de secado directo, como la liofilización, que no conducen a los mismos resultados. Por tanto, se optimizaron métodos cuantitativos de análisis para los diferentes compuestos existentes de la maca con el fin de reducir tiempos de análisis y minimizar varianzas. Asimismo, se identificaron algunos compuestos o variables que pueden servir como indicadores de control de calidad para la comercialización y exportación de este producto andino. Finalmente, se evaluó el efecto de procesos post-cosecha de secado tradicional e industrial sobre el perfil y rendimiento de compuestos bioactivos en maca, y se compararon las cinéticas de conversión para analizar la influencia de las variables ambientales sobre la producción de compuestos indicadores de este producto andino.
Obtención de quitosanas con alto grado de desacetilación
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-05-07) Cánepa Ivazeta, Jimmy Laurence; Nakamatsu Kuniyoshi, Javier
La quitina es el segundo polisacárido en abundancia en la naturaleza y a partir de ella se obtiene la quitosana, un polielectrolito catiónico cuando se disuelve en soluciones acuosas ácidas que es biodegradable, biocompatible, bacteriostático, antifúngico y tiene la capacidad para formar películas, fibras y matrices porosas ligeras. Así, la quitosana es un polímero natural interesante para aplicaciones en medicina, farmacia, alimentos, cosmética, agricultura, tratamiento de aguas, etc. La quitina se transforma en quitosana por medio de la desacetilación. El grado de desacetilación (DDA) indica la cantidad total de grupos acetamida convertidos en amina, lo que determina directamente sus propiedades (como solubilidad, basicidad, adsorción, entre otras), funcionalidad y, por tanto, las aplicaciones del polímero. En primer lugar, se desacetiló quitina (sólida y disuelta en base a baja temperatura) por calentamiento convencional y con microondas. En el primer método se evaluó el tiempo de reacción (entre 0,5 y 5 h), y en el segundo, el número de ciclos de reacción sin variar el tiempo neto de irradiación (10 min). En segundo lugar, se desacetiló quitosana por el método convencional cambiando la concentración de la base. Además, se realizó la desacetilación con microondas, con la variable del número de ciclos de irradiación, cada uno de 1,5 min. Finalmente, se compararon los métodos entre sí. Los resultados fueron evaluados en función al DDA, analizado por espectrometría infrarroja (FT-IR) y espectroscopia de resonancia magnética nuclear de protón (1H-RMN), y al peso molecular, cuantificado por cromatografía de permeación de gel (GPC) y viscosimetría capilar. En general, todos los resultados muestran que se produce la degradación del polímero durante la desacetilación. Sin embargo, los métodos con microondas y de quitina alcalina no son tan agresivos como el método convencional, de manera que reducen el rompimiento de las cadenas. Se logró obtener quitosanas totalmente desacetiladas (>99% DDA) y con relativamente alto peso molecular (>700 kDa).
Desarrollo de un método alternativo para la detección de ocratoxina A mediante el uso de nanovarillas de oro funcionalizadas con aptámeros
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-07-10) Ayala Correa, Luis Jair; Galarreta Asian, Luis Jair
Una de las principales causas de contaminación de los alimentos se encuentra ligada a la presencia de hongos y a la producción de toxinas por parte de estos, mayormente denominadas micotoxinas. Una de las más peligrosas es la ocratoxina A (OTA), la cual debido a su alta toxicidad en el organismo ha generado que se establezcan niveles máximos permisibles de consumo por parte de instituciones internacionales. En la actualidad, existen diversas metodologías que permiten la detección de esta toxina. Sin embargo, no es fácil acceder a ellas pues requieren de personal capacitado, equipos costosos y una alta demanda de tiempo. Este trabajo plantea el desarrollo de un biosensor a base de nanovarillas de oro y aptámeros como una alternativa en la detección de OTA, que sea más accesible que los métodos convencionales. En primer lugar, se realizó la síntesis de las nanovarillas de oro empleando el método de semillas reportado por Ratto y colaboradores. De esta forma se obtuvo varillas de aproximadamente 54 nm x 17 nm; las cuales fueron caracterizadas mediante espectroscopía UV-Vis-NIR y microscopía electrónica de transmisión. En segundo lugar, se implementó el proceso de funcionalización de las nanovarillas de oro para el desarrollo del biosensor. Se optimizó el número de centrifugaciones y la concentración del aptámero, y se utilizó como molécula de relleno al 2- mercaptoetanol. En estas etapas, se monitoreó el desplazamiento y el ancho de la banda plasmónica mediante UV-Vis-NIR y los cambios en los espectros Raman para determinar las mejores condiciones de funcionalización. En tercer lugar, se evaluó el desempeño del sensor con diferentes concentraciones de la toxina (0, 0.25, 0.5, 2, 4 μM) por medio de espectroscopía UV-Vis-NIR y espectroscopía Raman. Con esta última, se identificó las señales vibracionales características tanto del aptámero como del 2-mercaptoetanol. Finalmente, se empleó el método de calibración multivariante de mínimos cuadrados parciales para construir un modelo de cuantificación de OTA a partir de los espectros obtenidos. Se concluye que mediante espectroscopia Raman es posible discernir hasta 0.25 μM (100 ppb) de la toxina; mientras que por espectroscopía UVVis- NIR, solo es posible diferenciar a partir de 2 μM (800 ppb).
Formación y caracterización de partículas de quitosana y alginato para encapsulamiento de agentes antioxidantes
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-08-07) Córdova Mariño, Diego Andrés; Nakamatsu Kuniyoshi, Javier
Existen diversos tipos de biopolímeros presentes en la naturaleza que por lo general son biocompatibles y biodegradables como es el caso del alginato de sodio. Algunos incluso presentan propiedades antibacterianas como la quitosana que proviene de la quitina, presente en el exoesqueleto de los crustáceos e insectos. Asimismo, existen productos naturales que, por su composición química, presentan propiedades antioxidantes, por ejemplo, el aceite de oliva o el aceite de sacha inchi. Este último proviene de las semillas del fruto del sacha inchi autóctono de la región amazónica en Sudamérica. Por otro lado, se sabe que la microencapsulación es un proceso mediante el cual un gas, líquido o material sólido se rodea y queda encerrado por una pared polimérica porosa que contiene una sustancia activa y de esta forma se protege y se aísla del entorno para, posteriormente, liberarlo según sea necesario. El presente trabajo estudió la formación de microcápsulas de quitosana y alginato para encapsular compuestos antioxidantes provenientes de distintos tipos de aceites como el de soya, de oliva y de sacha inchi. Se formaron emulsiones de cada aceite a analizar y se varió la cantidad de surfactante. Se estudió la estabilidad de las emulsiones por un periodo de un mes. Luego, se caracterizaron por medio de la técnica ATR-FTIR. Posteriormente, se analizó la eficiencia de la encapsulación y su liberación con respecto al tiempo. Por último, se analizó la actividad antioxidante que presentaban los aceites, los polímeros y las microcápsulas por medio de una técnica de transferencia de electrones (ABTS).
Análisis químico de una obra de arte colonial en el Perú del siglo XVI con posible atribución a Bernardo Bitti
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-08-07) Arízaga Torres, Jhonatan Javier; Gonzales Gil, Patricia Elena
El objeto de estudio de esta investigación fue una pintura sobre tabla titulada “El Señor de la Caída”, la cual forma parte del vasto patrimonio cultural del Perú. La pintura, propiedad de la iglesia San Pedro de Lima, es anónima, pero podría pertenecer a Bernardo Bitti, quien fue un artista de gran importancia en el proceso de evangelización del Perú y países vecinos a finales del siglo XVI. Se trabajó en la caracterización química de los materiales presentes en la obra mencionada. Por la naturaleza del objeto en estudio, estos análisis químicos tuvieron que ser no invasivos o microdestructivos. En una primera fase del estudio, se realizaron análisis in situ de la obra, usando fluorescencia de rayos X como técnica elemental y espectroscopía Raman como técnica molecular. Posteriormente, se tomaron radiografías de transmisión y fotografías de reflectancia infrarroja para investigar posibles detalles o esbozos ocultos a la vista. En base a la información obtenida, se tomaron micromuestras de zonas de la obra que requerían un estudio más detallado. Estas muestras fueron analizadas mediante diferentes técnicas. Se caracterizaron los pigmentos inorgánicos y el material de la base de preparación mediante microespectroscopía Raman y microscopía electrónica de barrido. Por otro lado, se analizaron los aglutinantes y resinas utilizados en la obra mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS), se identificó una laca orgánica mediante espectrometría de masas con ionización MALDI (MALDI-MS) y se propuso la presencia de material proteico a partir de los resultados de una tinción con Ponceau S. Los materiales identificados en la obra concuerdan con aquellos que se esperaría en una pintura sobre tabla del siglo XVI. En base al estilo de los personajes representados en la obra, es posible que más de un autor haya estado involucrado en su creación. No se puede determinar, sólo a partir de este estudio, si el artista principal fue Bernardo Bitti o algún contemporáneo a él, pero sí es un punto de inicio importante para poder investigar y entender mejor la técnica del autor (o autores) de la obra.
Obtención de quitosanas con peso molecular y grado de acetilación controlados
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-01-23) Sánchez Zárate, Luis Felipe Alberto; Nakamatsu Kuniyoshi, Javier
La quitina es un polisacárido estructural que se encuentra en algunos crustáceos, insectos, hongos y levaduras. La desacetilación de la quitina produce quitosana, la cual ha sido estudiada por su alto potencial en aplicaciones como el transporte de fármacos, la absorción de iones metálicos, membranas e ingeniería de tejidos. La quitosana es un copolímero lineal conformado por unidades N-acetil-D-glucosamina y D-glucosamina. Las propiedades fisicoquímicas y mecánicas de la quitosana están determinadas principalmente por tres parámetros: el grado de acetilación (DA) y el peso molecular (Mw). La gran mayoría de estudios reportados se han realizado con quitosanas extraídas de distintas fuentes y por diferentes métodos, por ello es de espera que cada una de estas quitosanas tengan diferentes DA y Mw, y con ello diferentes propiedades. Además, varios estudios no reportan todos los parámetros antes mencionados. Así, en algunos casos, se reportan diferencias en las propiedades con, por ejemplo, solubilidad, viscosidad y ángulo de contacto. Esto genera incongruencia en las propiedades reportadas sobre la quitosana. Por lo mencionado, es importante contar con muestras de quitosana a medida; es decir, con características estructurales conocidas y que se hayan determinado rigurosamente. En este trabajo se evaluaron métodos que permiten obtener estas quitosanas a medida, con Mw y DA específicos, este se realizó a partir de una quitosana de un DA igual a 10,6% y su posterior reacetilación con anhidrido acético en medio acuoso ácido y con cloruro de acetilo en un líquido iónico en los que se obtuvo valores de DA entre 28 y 89%. Además, se evaluaron formas para reducir el Mw de manera controlada con la aplicación de ultrasonido y la hidrolisis en medio ácido, en los que se obtuvo valores de Mw entre 131 y 1300 kDa. Estos dos parámetros mencionados se determinaron por espectroscopía de resonancia magnética nuclear, espectroscopía infrarroja, cromatografía de permeación en gel y viscosimetría capilar.