Jornadas en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge Ronco"
La revista digital de las Jornadas en Ciencias Aplicadas tiene como objetivo publicar exclusivamente los trabajos presentados en dichas jornadas por los científicos del Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas “Dr. Jorge J. Ronco”.
Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas “Dr. Jorge J. Ronco”
Derechos de autor 2023 CINDECA https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Un esquema de recuperación de energía aplicable a dispositivos a gas de cámara de combustión cerrada
En este trabajo se presenta un esquema de recuperación de energía aplicable a los dispositivos a gas de cámara de combustión cerrada funcionando con una configuración de tiro balanceado. El mismo parte de la premisa básica de posibilitar el precalentamiento del aire exterior de ingreso a los dispositivos a gas empleando los gases de combustión de salida por medio de la utilización de equipos de intercambio térmico compatibles en tamaño con el mismo. La propuesta se implementó, en esta primera etapa, en un calefactor de tiro balanceado actualmente comercializado en Argentina alcanzando niveles de recuperación de energía de significación.
Derechos de autor 2023 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Calidad del agua de consumo en zonas urbanas y periurbanas de la plata y alrededores
En este trabajo se presenta un relevamiento de la calidad del agua de zonas urbanas y periurbanas de La Plata y sus alrededores, realizado durante los años 2022 y 2023. Una cantidad importante de las muestras de agua provenientes de pozos comunitarios o particulares, que carecen de un control periódico y de asesoramiento en cuanto a sus características constructivas, presentan contaminación microbiológica y/o elevados niveles de nitratos, haciendo que este recurso no sea apto para el consumo humano. Los resultados encontrados pueden aportar a la construcción territorial de alternativas para el abordaje de las problemáticas planteadas por las comunidades en torno a la calidad del agua. Sin embargo, en este contexto, resulta indispensable gestionar políticas públicas que promuevan el acceso a derechos humanos básicos como el agua, la salud y el saneamiento.
Síntesis de material adsorbente de CO2, en base a hidrotalcitas con distintas relaciones de Mg/Al, para el reformado de etanol
En el presente trabajo se compara el desempeño en la captura de CO2, en condiciones secas y en condiciones de reformado de etanol, de diferentes materiales adsorbentes sintetizados en base a hidrotalcitas con distintas relaciones de Mg/Al. De acuerdo con resultados previos, con el fin de obtener el material activo para la captura de CO2, las hidrotalcitas con distintas relaciones de Mg/Al son calcinadas a 400 ºC y luego promovidas con una carga de 15 %p/p de K. Se ha comparado que, para las muestras sin promover con K, la capacidad de captura de CO2 aumenta con la relación Mg/Al; mientras que para las muestras promovidas con K la muestra con relación Mg/Al=4 es la que presenta el mayor tiempo de pre-breakthrough y la que tiene la mayor capacidad de captura de CO2. Finalmente se han empleado las muestras en el reformado de etanol con captura simultanea de CO2, donde fue posible alcanzar purezas de hidrógeno en base seca mayores al 90 % a bajos tiempos de operación; obteniendo los mejores resultados nuevamente para el material adsorbente en base a una hidrotalcita con relación Mg/Al=4. La mayor capacidad de captura de CO2 de esta muestra podría atribuirse a su mayor área superficial.
LiFePO4 CO-dopado con rGO como material catódico para baterías de ion Li: caracterización xas en condiciones "in operando"
Los estudios recientes en baterías de ion Li están dedicados a entender los procesos que se generan en la interfaz electrodo/electrolito los cuales son cruciales en la litiación/delitiación. En general, el mecanismo de intercalación de estos iones está gobernado por procesos que ocurren de manera homogénea y en diferentes escalas de tamaño, que van desde micrones hasta unos pocos nanómetros, por lo tanto, los estudios in operando surgen como una excelente forma de comprender los mecanismos que originan estos procesos. Dentro de las técnicas de rayos X, la absorción es una excelente candidata debido a que es químicamente selectiva y posee una alta sensibilidad para determinar el estado de oxidación de los átomos absorbentes. En este trabajo se sintetizaron materiales activos para cátodos, de la familia del LiFePO4 (LFP), utilizando diferentes estrategias con la incorporación de compuestos a base de carbono. Mediante estudios de caracterización avanzados (XANES in operando) se correlacionó la estructura y las características químicas de los cátodos con su capacidad de carga y estabilidad.
Síntesis de espinelas LiMn1.5Ni0.5O4 para materiales catódicos para baterías ion litio
Las baterías de ion litio (LIB) son reconocidas como uno de los sistemas de almacenamiento de energía más adecuados y auspiciosos, actualmente en investigación y desarrollo. Sin embargo, las actuales LIBs no satisfacen completamente los requisitos de rendimiento, estabilidad y seguridad para un uso generalizado. Estas limitaciones técnicas son atribuidas en gran medida al material catódico, que determina el rendimiento general de la celda. [1-3]. Una de las estrategias para atender dichas demandas consiste en explorar, entre otros aspectos, los materiales de los electrodos con mejor rendimiento electroquímico y estabilidad. En este trabajo se sintetizaron óxidos con estructuras de tipo espinela LiMn1.5Ni0.5O4 (LMNO) en estado sólido y por el método sol-gel. Los materiales catódicos preparados se caracterizaron por espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y se realizó la caracterización electroquímica por voltamperometría cíclica y una primera etapa de ciclados galvanostáticos, mostrando la incorporación favorable de Ni en la estructura de la espinela.
Transesterificación de aceite usado utilizando heteropoliácido soportado con estructura de Wells-Dawson
En esta contribución se presenta el estudio catalítico del ácido fosfotúngstico de Wells- Dawson HPA soportado en la esterificación de ácido oleico y en la transesterificación de aceite de girasol usado en cocción con metanol. En particular, se investigaron distintas temperaturas de reacción, velocidades de agitación, cantidades de catalizador y de metanol, y tiempos de reacción. El catalizador 42% HPA/TiO2 mostró una mayor actividad con una relación molar de aceite: metanol 1:9, 0,25% de catalizador, 60 °C, 650 rpm y 3 horas de reacción, presentando un 74,6% de conversión de glicéridos y un 74,4% de rendimiento a ésteres metílicos. Adicionalmente, se estudió el reuso del mismo, el cual mantuvo un rendimiento catalítico constante luego de 3 usos en las condiciones óptimas.
Exploración de celulasas nativas argentinas para la sacarificación de residuos lignocelulósicos urbanos
Esta contribución presenta los primeros resultados del desarrollo de una metodología para el tratamiento quimio-enzimático de desechos lignocelulósicos urbanos y de la industria platense. Específicamente, se analizó la composición del bagazo de malta de cervecerías regionales, del residuo generado por la poda urbana y del aserrín de eucaliptus, sauce y álamo subproducto de la construcción de cajones para hortalizas. Entre ellos, los aserrines resultaron los residuos más recalcitrantes, con contenidos de lignina de 14 y 20%, mientras que el bagazo cervecero presenta la mejor relación holocelulosa/lignina. Como parte del desarrollo se propone la obtención de cócteles enzimáticos nativos empleando hongos aislados en Misiones, su caracterización y optimización para la obtención de azúcares reductores a partir de deshechos locales. En este sentido, la cepa Coriolopsis rigida CLPS#232 presentó los resultados más promisorios, logrando degradar los residuos leñosos ricos en lignina.
Estudio de bis-(2-hidroxietil)tereftalato (BHET) como soporte enzimático
En el presente trabajo se profundiza la investigación de los biocatalizadores obtenidos por adsorción de la lipasa B de Candida antarctica (CALB) sobre bis-(2-hidroxietil)tereftalato (BHET) obtenido por glicolisis de del tereftalato de polietileno (PET). Se optimizó la inmovilización, evaluando la adición de glicerol y distintos volúmenes de extracto enzimático crudo (EC) entre otras variables. La cantidad de proteína adsorbida se determinó mediante espectroscopía de emisión atómica (ICP-AES). Los biocatalizadores se aplicaron a la esterificación de rac-ibuprofeno con etanol. En todos los ensayos se evidenció la adsorción de CALB en niveles entre 13 y 33 mg por gramo de soporte según las condiciones de inmovilización, observando los mejores resultados al utilizar 2 mL de EC y no adicionar glicerol. Al usar 1 mL de EC se obtienen valores de productividad entre 0,13 y 0,18 mmol min−1 mg−1, mientras que al usar 2 mL se alcanza un valor de 0,30. La actividad disminuyó al aumentar los polioles durante la inmovilización. Por último, se destaca que no se encontraron diferencias al utilizar BHET obtenido de botellas de distintos colores. Esta investigación presenta un soporte innovador y económico para lipasas, que permite obtener biocatalizadores activos en reacciones de interés industrial.
Síntesis de compositos magnéticos utilizando materiales regulares, yerba mate gastada y cáscara de huevo
Se evaluó la obtención y utilización de compositos magnéticos como materiales adsorbentes para el tratamiento de aguas. Como materiales adsorbentes soporte se emplearon cáscara de huevo molida y biocarbón obtenido a partir de residuos de yerba mate. Para sintetizar las partículas magnéticas mediante co-precipitación se recurrió a materiales comúnmente disponibles, como lana de acero (virulana) y cloruro férrico de ferretería. El material desarrollado sin soporte, y los desarrollados utilizando cáscara de huevo y biocarbón fueron llamados MGN, CH-MGN y BC-MGN, respectivamente. Las nanopartículas magnéticas resultaron de dimensiones que oscilan entre 10 nm y 40 nm, y se distribuyeron de forma no homogénea en la superficie de los materiales soporte. La magnetización de saturación para MGN, CH-MGN y BC-MGN fue de 70.2±0.5 Am2/kg, 33.4±0.5 Am2/kg y 8.1±0.5 Am2/kg, respectivamente y las distancias mínimas de respuesta apreciable entre los materiales y un imán de neodimio resultaron de 5.0 cm, 3.6 cm y 1.76 cm, respectivamente, indicando su potencial uso en sistemas de tratamiento de agua basados en separación magnética. El material CH-MGN fue testeado para adsorber colorante fucsia básico, y se diseñó un primer prototipo de separación mediante el uso de imanes en laboratorio.
Síntesis, desarrollo y caracterización de materiales
Análisis por FTIR in-situ de la adsorción de CO2 en MCM-41 funcionalizadas con grupos amino
Este trabajo tiene como objetivo comparar el desempeño como adsorbente de CO2 de sílices MCM-41 con diferentes propiedades estructurales, morfológicas y texturales luego de ser modificadas por grafting con grupos amino. Las MCM-41 se sintetizaron utilizando TEOS, en un procedimiento sol-gel tradicional, y una solución de silicato industrial de muy bajo costo mediante una síntesis hidrotermal. Los materiales se funcionalizaron utilizando 3-aminopropiltrimetoxisilano. Los resultados de HRTEM y adsorción/desorción de N2 mostraron que las MCM-41 obtenidas con la solución de silicato presentaron porosidad jerarquizada y características texturales superiores. En cuanto a la capacidad de adsorción de CO2, se observó un desempeño similar en ambos materiales. Asimismo, los estudios mediante FTIR in-situ evidenciaron una mayor retención por parte de las MCM-41 obtenidas a partir del precursor inorgánico.
Síntesis de materiales zeolíticos a partir de arcilla
En este trabajo se presenta la síntesis de un sólido de tamaño milimétrico recubierto con un adsorbente zeolítico. Se llevo a cabo la optimización del pretratamiento con el fin de obtener un sólido con bajo contenido de cuarzo. La materia prima, las arcillas pretratadas y los productos obtenidos luego de la síntesis hidrotérmica fueron caracterizadas por difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Los resultados sugieren que se pueden lograr altas conversiones de zeolita A de alrededor del 84%.
Catalizadores preparados a partir de biomasa
En este trabajo se muestra la preparación y caracterización de materiales carbonosos con características ácido-base, usando como material de partida semillas de guanábana, mediante activación con MgCl2 y posterior calcinación a 700 ºC. Las diferentes técnicas de caracterización revelaron la presencia de MgO depositadas sobre la superficie de carbono, con estructura de grafito. La actividad catalítica fue ensayada en la reacción de condensación entre furfural y acetona, con resultados alentadores para la preparación de compuestos intermediarios en la síntesis aditivos para biocombustibles.
Crecimiento y caracterización de películas de ZnO por electrodeposición usando soluciones de Zn2+ extraídas de baterías alcalinas usadas
En este trabajo se presenta una forma sostenible de obtener ZnO a partir de baterías alcalinas agotadas. Los residuos de las baterías se procesan mediante lixiviación para obtener soluciones de Zn2+, que luego se utilizan para realizar la electrodeposición de ZnO sobre un vidrio con ITO. Las propiedades optoelectrónicas del ZnO depositado se caracterizan mediante espectroscopía UV-Vis, y se realizan imágenes AFM para estudiar la morfología de la superficie. Se encontró que las propiedades obtenidas a partir de las soluciones recicladas son similares a las que se obtienen con soluciones de partida comerciales. Este proceso es importante ya que permite reciclar las baterías alcalinas agotadas y completar un ciclo verde, contribuyendo así a la sostenibilidad ambiental. La electrodeposición de ZnO sobre vidrio con ITO tiene aplicaciones en dispositivos optoelectrónicos, como células solares y LEDs. Además, el reciclaje de baterías alcalinas agotadas reduce el impacto ambiental y contribuye a la economía circular.
Síntesis, caracterización y evaluación de materiales a base de TiO2 modificado con urea para la reducción fotocatalítica de nitrobenceno
Las reacciones de reducción fotocatalítica son un tema de creciente interés, debido a que permiten obtener combustibles solares así como valiosos intermediarios industriales, entre otros compuestos. En este trabajo se presenta la síntesis de compositos TiO2/g-C3N4 a partir de titania modificada con urea en diferentes proporciones (TiO2/U30%, TiO2/U60% y TiO2/U 80% p/p). Dichos materiales fueron caracterizados por DRX, FTIR-ATR y DRS, para posteriormente ser evaluados en la reducción fotocatalítica de nitrobenceno (NB) en medio etanólico en presencia de NaOH (26 mM) bajo irradiación UV y visible. Los resultados mostraron una reducción rápida hacia anilina (A) y/o azo-compuestos (AZO) en presencia de g-C3N4, TiO2/U30% y TiO2/U80%. No se propone para los materiales modificados la presencia de heterouniones tipo II y/o esquema z directo, y se acredita su comportamiento de reducción a los fenómenos involucrados con las propiedades fisicoquímicas de los materiales.
Nuevos materiales de zinc recuperados de pilas agotadas con propiedades antimicrobianas
Este trabajo plantea la recuperación de Zinc de pilas alcalinas agotadas mediante lixiviación ácida y precipitación con Na2CO3, seguido en un caso por el dopaje con H2SO4 biogenerado y, por otro lado, conservando las condiciones iniciales de obtención. Se estudiaron las propiedades estructurales, morfológicas, las potencialidades antimicrobianas y la concentración mínima inhibitoria (CIM). El ensayo de difusión indica que el uso de cualquiera de los sólidos obtenidos tiene una promisoria actividad antimicrobiana. En la determinación de la concentración mínima inhibitoria (CIM) en general el sólido dopado con ácido exhibió una actividad inhibitoria mayor. Estos solidos fueron obtenidos por métodos sencillos y de bajo costo. Los resultados representan una solución a problemas ambientales, responden a los principios de la Química Verde. Además, podrían ser aplicados en la prevención del biodeterioro de materiales y, por lo tanto, mitigar los efectos nocivos en la salud de las personas expuestas.
Proteínas de capa-S como bloques de construcción: un abordaje desde la nanoarquitectónica en el diseño de nuevos bionanocatalizadores
En este trabajo se sistematizarán los más recientes avances en el desarrollo de una vía sencilla y ecocompatible para la obtención de nanopartículas metálicas soportadas sobre proteínas de capa-S con elevada y versátil actividad catalítica. En este sentido, la utilización tecnológica de estructuras con capacidad de autoensamblarse espontáneamente en agregados supramoleculares reproducibles es una herramienta clave para construir unidades funcionales desde un enfoque nanoarquitectónico. Aprovechando las propiedades de las proteínas de capa-S bacterianas se logró diseñar sistemas nanoestructurados conteniendo nanopartículas de plata y platino soportadas con gran estabilidad coloidal. Estos bionanocatalizadores resultaron ser catalíticamente activos frente a reacciones de hidrogenación. Los bionanocatalizadores desarrollados presentaron un muy buen desempeño y una exitosa reutilización en la reducción de colorantes aromáticos, azoicos y nitroarenos, demostrando el alto grado de funcionalidad de los sistemas diseñados.
Síntesis de sílices mesoporsas bifuncionalizadas
Se llevó a cabo la valorización de furfural utilizando catalizadores bifuncionalizados basados en la sílice mesoporosa SBA-15. Los catalizadores se prepararon mediante síntesis hidrotérmica incorporando cerio y/o grupos sulfónicos con el objetivo de modificar las propiedades ácidas del material. Se evaluó la actividad catalítica de los materiales sintetizados en la oxidación de furfural para la obtención de succinato de dimetilo. Luego de 2 horas de reacción a 120 °C se puede observar que la combinación de las funcionalidades otorgadas por el cerio y los grupos sulfónicos, favorece la selectividad hacia el producto deseado.
Efecto del Litio y el Zinc en la pirólisis de polipropileno
Una zeolita del tipo clinoptilolita proveniente de San Juan, fue dopada con Li y Zn para evaluar el craqueo del polipropileno, con el objetivo de evaluar los hidrocarburos líquidos. La influencia del catalizador se estudió utilizando un equipo de craqueo de dos etapas. La actividad de craqueo mostro que los sólidos favorecen el cracking de las moléculas con una importante disminución de los cortes diesel, pero el dopado no mejoró sustancialmente el craqueo respecto de la CP sin dopar.
Síntesis y caracterización de heteropoliácidos con estructura Keggin incluidos en diferentes soportes
En este trabajo se reporta la preparación y caracterización de materiales a base de Sílice y Titania donde se han incluido heteropoliácidos (comerciales o sintetizados) con estructura primaria Keggin. Estos materiales se sintetizaron por el método sol-gel, en medio ácido, a partir de tetraetil ortosilicato, isopropóxido de titanio y el correspondiente heteropoliácido. Todos los sólidos preparados fueron caracterizados mediante difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido, espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier y espectroscopía Raman
Caracterización y distribución espacial de las especies de Fe presentes en Fe-silicalita
En el presente trabajo se sintetizó Fe-Silicalita por su potencial interés en diferentes aplicaciones. El material fue caracterizado mediante DRX, SEM, HRTEM y EELS. Se confirmó la formación de la estructura MFI, con una morfología globular constituida por prismas rectangulares. El análisis mediante EELS permitió confirmar la existencia de Fe estructural. En las imágenes de TEM se observó la formación de nanopartículas sobre los cristales de la silicalita, con dimensiones entre 2-18 nm. El análisis de las imágenes de alta resolución permitió identificar la composición de las nanopartículas de Fe, las cuales no fueron detectadas mediante DRX. Como fases mayoritarias se determinaron goethita (α-FeOOH) y ferrihidrita (β-FeOOH), y en menor proporción se encontraron lepidocrocita (γ-FeOOH), hematita, magnetita y wüstita. Las condiciones de tratamiento térmico aplicadas para la eliminación del agente director de la estructura habrían influido en la composición final de las fases nanométricas de Fe obtenidas.
Síntesis de biocompósitos magnéticos de bajo costo
La obtención de carbones de fuentes alternativas como materiales adsorbentes se encuentra en auge. En este trabajo, se llevó a cabo la pirolisis de yerba mate usada para obtener biocarbón (BC), sobre el cual se sintetizaron óxidos de Fe magnéticos mediante oxidación alcalina de Fe+2 en presencia de nitratos obteniendo el composito BC-OA. Para mejorar la capacidad de adsorción frente a contaminantes emergentes, se realizó una activación alcalina con KOH sobre BC (BC*), buscando favorecer el aumento de la superficie de adsorción. Además, sobre BC* se sintetizaron óxidos de Fe magnéticos mediante el método de impregnación pirolisis. Se caracterizaron los mismos por superficie de N2 (BET), magnetizacion de saturación (Ms) y microscopia electrónica (SEM). Sobre los 4 materiales obtenidos se evaluó la adsorción de 5 contaminantes (2 emergentes y 3 colorantes). Los materiales activados presentaron mayores áreas superficiales. La Ms fue de 9.4 ± 0.3Am2/kg y de 3.99 ± 0.03Am2/kg para el composito BC-OA y BC*-IP, respectivamente. Se obtuvieron porcentajes de remoción mayores al 85 % para los colorantes, y nulos para los contaminantes emergentes sobre los materiales sin activar. Luego de la activación, los porcentajes de adsorción de contaminantes emergentes mejoraron notablemente siendo mayores a un 96 %.
Eliminación catalítica de oxoaniones en agua utilizando carbón activado proveniente de la biomasa
Se estudió la eliminación de NO3-, NO2- y BrO3- en aguas empleando catalizadores sintetizados a partir carbón activado comercial (Ccom) y carbón activado obtenido de cáscara de maní (Cmaní), haciéndose una comparación de sus propiedades estructurales. Ambos carbones se utilizaron como soportes de catalizadores sintetizados a base de PdCu para ser empleados en la eliminación de oxoaniones en aguas. Los materiales obtenidos se caracterizaron por BET, TPR y SEM. La propuesta presentada en este trabajo es una potencial alternativa para revalorizar desechos agrícolas y disminuir su volumen, al utilizar como precursor de carbón activado cáscarade maní, considerando su producción a gran escala y gran disponibilidad en Argentina.
Remediación de agua contaminada con pesticidas organoclorados usando clorobenceno como molécula modelo
Se estudió la reducción de clorobenceno (CB) (usado como molécula modelo de pesticidas organoclorados) en agua empleando un sistema semi-batch y usando H2 como agente reductor. Se prepararon catalizadores utilizando Ni como fase activa variando su contenido (1%p/p o 5 %p/p) y el soporte: ZrO2-CeO2, γ-Al2O3, SiO2 y carbón activado comercial. Todos los catalizadores estudiados fueron activos en la eliminación de CB independientemente de las características de los soportes empleados. Los resultados de eliminación de CB mostraron la mejor performance catalítica para los catalizadores preparados sobre carbón activado seguido por SiO2, ZrO2-CeO2 y γ-Al2O3. Se observó que un aumento de la carga de fase activa no influyó sobre la actividad catalítica, independientemente del catalizador analizado. Por lo tanto, con solo un 1% p/p de Ni sobre los soportes se obtuvo un buen rendimiento catalítico. No se evidenció una disminución del pH en la reacción por los H+ generados en la declorinación de CB, probablemente los OH- generados a partir de la hidrolisis del H2O en presencia de exceso de H2 neutralicen los H+. El uso del Ni como fase activa es apropiado para la declorinación del compuesto seleccionado, debido a su bajo costo, alta disponibilidad y correcto rendimiento en reacción.
Adsorción de omeprazol en materiales basados en montmorillonita y biopolímeros
Se sintetizaron materiales utilizando una montmorillonita (MT) argentina y biopolímeros (alginato, A, y quitosano, Q) para la adsorción de omeprazol: MTQ (polvo), MTA y MTQA (esferas). Los materiales fueron caracterizados por potencial zeta, y análisis termogravimétrico y termodiferencial. Los ensayos de adsorción de omeprazol se realizaron tanto en MT como con los materiales sintetizados (25°C, s/L:3 mg/L, pH 7, Co: 50 mg/L). Se obtuvo un mayor porcentaje de remoción para la montmorillonita natural y el material MTQ ambos en polvo. Este resultado estaría relacionado con una cinética de adsorción más rápida en el polvo que en las esferas.
Actividad fotocatalítica de nanopartículas de (TiO2-TPA) y nitruro de carbono grafitico (g-C3N4) bajo irradiación UV y visible en la degradación de fármacos antiinflamatorios
Se reporta en este trabajo el uso de nanopartículas de TiO2-TPA y g-C3N4 en tratamientos foto-asistidos bajo irradiación UV o visible para degradar ibuprofeno (IB) y diclofenaco (DI) en medio acuoso. Las propiedades texturales y fisicoquímicas de los materiales fueron estudiadas utilizando adsorción-desorción de N2, SEM-EDS, DRS, espectroscopia de resonancia paramagnética electrónica (EPR). Al final del tratamiento, los materiales sólidos fueron lavados para desorber compuestos orgánicos de su superficie y los sobrenadantes fueron posteriormente analizados a través de cromatografías líquida (UHPLC). Los resultados demostraron que al iluminar los materiales con longitudes de onda mayores a 320 nm se obtuvieron porcentajes de degradación de ibuprofeno y diclofenaco de 59% y 34% y 96% y 15% cuando se utilizó, TiO2-TPA y g-C3N4 respectivamente. Sin embargo, iluminando con luz visible (λ> 450 nm) los valores obtenidos de ambos contaminantes fueron de 27% y 32%, 10% y 47%, respectivamente. Los experimentos EPR asistidos por secuestradores de radicales hidroxilo (•OH) (DMPO y POBM) detectaron estos radicales fotogenerados sobre el TiO2-TPA y g-C3N4 bajo iluminación UV y visible (λ≥320 nm)
Análisis de un reactor de membrana tipo Flow-Through como alternativa para el proceso de purificación comercial de 1-buteno
Se simuló el comportamiento de un reactor de membrana catalítica en modo flow-through (FTCMR) a escala comercial para la purificación de 1-buteno de alta pureza contaminado con 1-butino (BY) y 1,3-butadieno (BD), en condiciones típicas del proceso industrial. Su desempeño se comparó con el de un reactor convencional tipo trickle-bed (TBR). Los resultados en el FTCMR muestran que, en las condiciones estudiadas, se alcanzan los requerimientos de impurezas con menores pérdidas de 1-buteno que en el TBR. Esto se debe a que el FTCMR opera sin resistencias significativas a la transferencia de materia.
Estimación de la velocidad de transferencia de calor en reactores de lecho fijo con flujo bifásico ascendente
Se relevaron los estudios experimentales y las correlaciones propuestas para los parámetros de transferencia de calor entre un lecho relleno con flujo bifásico ascendente y un medio externo existentes en la bibliografía. A partir de la revisión se generó una base de datos que permitió, por una parte, comparar las correlaciones existentes para los parámetros del modelo bidimensional pseudohomgéneo (i.e., conductividad térmica efectiva radial y coeficiente de transferencia de calor en la pared) y, por otra, proponer nuevas correlaciones para los mismos, las cuales mejoran la capacidad predictiva de las existentes y amplían el rango de aplicación.
coeficiente de transferencia de calor en la pared
Diagrama de equilibrio reactivo multicomponente monofásico o multifásico: cómputo de isopletas reactivas
El modelado del equilibrio químico y de fases simultáneo (EQFS) es importante en el diseño y simulación de reactores ya que permite estimar condiciones operativas adecuadas, y límites para las máximas conversiones de reactivos que se pueden alcanzar, favoreciendo la obtención de productos específicos con una pureza adecuada. En este trabajo se identifican algunos de los tipos de curvas constitutivas de diagramas completos de equilibrio de fases fluidas, de sistemas reactivos, a composición global inicial (z0) especificada, y se propone una metodología para su cálculo. A este tipo de diagramas lo llamamos isopleta reactiva (IR). Las líneas de EQFS constitutivas de una IR consideradas en este trabajo son: a) envolvente de fases reactiva (EFR) (constituida a su vez por curvas de puntos de burbuja, de rocío y de niebla), b) envolvente trifásica reactiva (E3FR) y c) curvas de conversión constante (CsCC). Las IsRs son útiles para estimar la condición de fases y las conversiones de reactivos máximas que se pueden alcanzar a presión (P) y temperatura (T) especificadas, y para la observación rápida del comportamiento del sistema en amplios rangos de condiciones. Los algoritmos desarrollados demostraron ser robustos para el cómputo de EsFRs, Es3FRs y CsCC altamente no lineales.
Incorporación de la posibilidad de precipitación de soluciones sólidas en el cálculo de diagramas de fases reactivos a composición global inicial especificada
La consideración de la precipitación de fases sólidas es de importancia en el cálculo del equilibrio químico y de fases simultáneo (EQFS), pues, entre otras cosas, establece los límites en que el sistema reactivo multicomponente se presenta en estado fluido, sea este monofásico o multifásico. En el presente trabajo se proponen algoritmos de cómputo que incorporan la posibilidad de precipitación de soluciones sólidas (SSs) a diagramas de equilibrio entre fases, de sistemas reactivos multicomponente, a composición global inicial (z0) especificada, en que ocurren múltiples reacciones químicas (RQs), cubriendo amplios rangos de condiciones. En otras palabras, se proponen aquí algoritmos para completar la generación de isopletas reactivas (IRs) considerando tanto el estado fluido como el estado sólido. Los nuevos objetos que aparecen en una IR al introducir la posibilidad de precipitación de SSs son: [a] tramos de la envolvente de fases de los tipos sólido(S)-fluído(F) o S-S, y [b] curvas trifásicas en la zona heterogénea del diagrama de fases de los tipos SFF y SSF. Las SSs se modelan aquí utilizando el reciente enfoque ingenieril denominado “Solid Solution Approach”. La mejor comprensión del EQFS provista por las IRs debería ser de ayuda en el diseño y en la operación de reactores.