Grado obtenido: Ingeniero/a Químico de la Universidad de Buenos Aires]]> Disciplina: Ingeniería Química]]> Fil: Kirne, Cecilia Ana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; Argentina.]]> Introducción Breve descripción de los inconvenientes asociados a la utilización de plásticos convencionales sobre la situación climática actual y el planteo del desarrollo de materiales biodegradables como solución a dichos problemas. Capítulo I: Introducción teórica Desarrollo de las propiedades de los polímeros, junto a una descripción de biopolímeros, con foco en el almidón de mandioca y el alginato de sodio, compuestos utilizados en el presente trabajo. Capítulo II: Materiales y métodos de preparación de los FLC Descripción de la obtención y caracterización de los fertilizantes de liberación controlada formulados a partir de almidón y alginato de sodio. Se describen los materiales utilizados y la técnica de preparación. Capítulo III: Descripción de técnicas experimentales Presentación y desarrollo de los ensayos realizados para la caracterización de los fertilizantes de liberación controlada obtenidos. Se detallan equipos y técnicas utilizadas en cada caso, ecuaciones usadas para el ajuste y análisis posterior de los resultados y parámetros medidos como por ejemplo conductividad, humedad, hinchamiento, etc. Capítulo IV: Resultados y Análisis Exposición de los resultados obtenidos en cada uno de los ensayos realizados. A partir de ellos, se lleva a cabo un análisis sintético para generar posteriormente las conclusiones. Capítulo V: Salto de Escala Propuesta de un posible salto de escala desde escala laboratorio a escala planta piloto. Se especifican caudales másicos, un diagrama de flujo y de proceso del esquema planteado y se detallan los equipos propuestos. Capítulo VI: Conclusiones Desarrollo de conclusiones parciales de cada uno de los ensayos realizados, contemplando los objetivos e hipótesis del trabajo. Finalmente se realiza una conclusión final.]]> Introduction A brief description of the climate impacts of conventional plastics and a proposal for the development of biodegradable materials as a solution to these problems. Chapter I: Theoretical Introduction Development of polymer properties, along with a description of biopolymers, focusing on cassava starch and sodium alginate, compounds used in the present study. Chapter II: Materials and Methods for the Preparation of CRFs Description of the production and characterization of controlled-release fertilizers formulated from starch and sodium alginate. The materials used and the preparation technique are described. Chapter III: Description of Experimental Techniques Presentation and development of the tests conducted for the characterization of the obtained controlled-release fertilizers. Equipment and techniques used in each case are detailed, equations used for adjustment and subsequent analysis of the results, and measured parameters such as conductivity, humidity, swelling, etc., are outlined. Chapter IV: Results and Analysis Presentation of the results obtained in each of the conducted tests. A synthetic analysis is carried out based on these results, leading to subsequent conclusions. Chapter V: Scale-Up Proposal for a possible scale-up from laboratory scale to pilot plant scale. Mass flow rates, a flowchart, and a process scheme of the proposed plan are specified, and the proposed equipment is detailed. Chapter VI: Conclusions Development of partial conclusions for each of the conducted tests, considering the objectives and hypotheses of the study. Lastly, final conclusions are drawn.]]> Kirne, Cecilia Ana]]> Grado obtenido: Ingeniero/a Químico de la Universidad de Buenos Aires]]> Disciplina: Ingeniería Química]]> Fil: Park, Michelle Flavia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería.]]> Lugar de trabajo: Facultad de Ingeniería. Universidad de Buenos Aires. Laboratorio de Procesos Catalíticos. ITHES]]> En este trabajo se desarrollaron materiales adsorbentes tipo óxidos dobles laminares, los cuales son activos y selectivos a la captura de CO2 en condiciones de reformado de etanol con vapor de agua para producir H2 de alta pureza. Se sintetizaron óxidos dobles laminares de distinta relación molar Mg:Al para estudiar el efecto sobre las características texturales, estructurales y básicas, buscando siempre mejorar la capacidad de captura de CO2. También se compararon cómo se modifican las propiedades del óxido mixto al impregnarlo con K como promotor. Se utilizaron diferentes técnicas para caracterizar los sólidos: sorptometría con N2, difracción de rayos X, desorción de CO2 a temperatura programada y microscopía electrónica de barrido. Mediante estas técnicas se determinaron el área superficial BET, el volumen total de poros, la estructura cristalina, la basicidad y la morfología de los adsorbentes. Al comparar los resultados, se determinó que existe una relación óptima Mg:Al que promueve un mayor carácter básico del adsorbente y que la presencia del K incrementa la proporción de sitios básicos. Por otra parte, los adsorbentes sintetizados fueron empleados en los diferentes ensayos de captura de CO2. Se estudió el desempeño de los diferentes óxidos sintetizados de distinta relación Mg:Al en un ciclo de adsorción-desorción de CO2 y en operaciones multicíclicas para determinar su estabilidad. También se utilizaron los sólidos en los ensayos de captura de CO2 en ausencia y presencia de vapor de agua con el fin de determinar los efectos positivos de la presencia del vapor de agua. Además, se llevaron a cabo ensayos catalíticos en el equipo experimental de flujo para evaluar el desempeño de los adsorbentes sintetizados. Se emplearon los óxidos dobles laminares en el proceso de reformado de etanol con captura simultánea de CO2 con el objeto de estudiar qué proporción másica de catalizador-adsorbente y qué relación molar de Mg:Al favorecen la producción de H2. Finalmente, se evaluó la estabilidad y el desempeño de uno de los óxidos mixtos sintetizados durante 20 ciclos de captura (reacción simultánea) y regeneración. 7 A partir de los ensayos de captura de CO2 empleando los sólidos sintetizados, se encontró que existe una relación óptima de Mg:Al que promueve una mayor capacidad de captura y, además, se determinó que la presencia del vapor de agua favorece la cinética y la capacidad de captura durante el proceso de adsorción, en concordancia a la bibliografía. En los ensayos de reformado con captura simultánea de CO2 que se llevaron a cabo utilizando los mismos sólidos adsorbentes, se alcanzaron altas purezas de H2 (hasta 97%) y bajas purezas de CO2 (2%). A partir del estudio de estabilidad multicíclica empleando uno de los sólidos sintetizados, se determinó que este presenta una buena estabilidad a lo largo de los 20 ciclos, sin una pérdida significativa en cuanto a su capacidad de adsorción.]]> Park, Michelle Flavia]]> Grado obtenido: Ingeniero/a Químico de la Universidad de Buenos Aires]]> Disciplina: Ingeniería Química]]> Fil: Zanelli, Fidel Martín. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> La contaminación debido a colorantes en agua y efluentes es un tema de preocupación mundial. Su presencia presenta numerosos efectos adversos por su elevada toxicidad y la disminución de la penetración de rayos solares en cuerpos de agua, inhibiendo así la fotosíntesis y disminuyendo el oxígeno disuelto en ellos. Por estas razones, resulta de suma importancia el tratamiento de estos antes de ser vertidos en aguas residuales. Dentro de los procesos de tratamiento, la adsorción es una técnica que posee ventajas económicas y operativas debido a la posibilidad de regenerar el material adsorbente y a la utilización de equipos de diseño y operación sencillos. Entre los materiales que se utilizan tradicionalmente como adsorbentes se encuentra el carbón activado, el cual brinda un buen desempeño, pero presenta como desventajas su elevado costo y la dificultad para su disposición final. Actualmente, existen estudios orientados a encontrar materiales alternativos preparados a partir de biopolímeros. Entre ellos, el quitosano aparece como una excelente opción frente a los tradicionales debido a su bajo costo, su biodegradabilidad, su capacidad de regeneración, la versatilidad para prepararlo en distintas presentaciones y su capacidad de adsorción total. Sin embargo, escasos trabajos evalúan el comportamiento de materiales compuestos basados en biopolímeros en procesos continuos de adsorción enfocados a la industria. El objetivo de este trabajo es estudiar la efectividad como adsorbente del quitosano y de un material compuesto preparado a partir de este y zeolita analizando resultados experimentales ya obtenidos en el laboratorio en dos condiciones de operación: continua y discontinua. El adsorbato utilizado fue azul de metileno, un colorante modelo, disuelto en agua. La zeolita agregada a una red polimérica de quitosano incrementa la capacidad de adsorción del material a la vez que aumenta el tamaño de poro y la resistencia mecánica, contribuyendo así a la aplicabilidad de éste como relleno de columnas de adsorción de lecho fijo. El estudio de la capacidad adsorbente de los materiales propuestos fue evaluado a partir de un análisis cinético. Los modelos aplicados fueron: Pseudo primer orden, Pseudo segundo orden, Elovich y Weber & Morris. Los resultados indicaron que Elovich es el modelo de ajuste que mejor predice la capacidad de adsorción en función del tiempo de contacto para el uso de quitosano como adsorbente como así también para el composite quitosano-zeolita. Asimismo, se evaluaron las isotermas de adsorción a partir de los modelos de Freundlich, Langmuir, Redlich Peterson y Sips. Considerando únicamente los modelos de dos parámetros (Langmuir y Freundlich), se encontró que Langmuir es el que mejor se ajusta. Entre todos ellos, la isoterma de Sips brindó el mejor ajuste para ambos adsorbentes estudiados. A partir de los resultados experimentales en modo continuo, se construyeron curvas de ruptura que permitieron obtener parámetros de desempeño de los materiales adsorbentes, como la capacidad total de adsorción (qtotal), la capacidad de adsorción en equilibrio (qe), el porcentaje de remoción del colorante, el tiempo de ruptura y la altura de lecho no utilizada (LUB). Estos parámetros permitieron analizar las variables de operación, como la altura de relleno y el caudal, así como el efecto del agregado de zeolita. Además, se ajustaron las curvas de ruptura en su parte inicial y completa con seis modelos: BDST, Thomas, Yoon Nelson, Clark, Adams Bohart y Wolboroska. Entre ellos, el modelo de Adams Bohart, equivalente al de Wolboroska, no resultó válido para la predicción de la parte inicial de las curvas de ruptura. Por otro lado, se recomendó el uso de los modelos de BDST, Thomas y Yoon Nelson para las curvas completas. La columna de adsorción de la experiencia en modo continuo que tuvo el mejor desempeño del material fue escalada, de manera teórica, con un factor de 1:10. Se mantuvo constante el factor de porosidad y la velocidad superficial para mantener el fenómeno de transferencia de masa observado en el laboratorio. Esto permitió obtener el caudal y la concentración de entrada que admitiría la columna escalada. Los resultados de los análisis cinéticos y de las isotermas de adsorción permitieron concluir que el paso controlante del mecanismo de adsorción es la reacción química (quimisorción) y que la superficie del material es fuertemente heterogénea. Esto fue validado a partir de los resultados de ajuste por modelos de curvas de ruptura. Los resultados obtenidos en este trabajo permitieron proponer el uso de un composite de quitosano – zeolita como un adsorbente atractivo y novedoso para el tratamiento de efluentes coloreados desde una perspectiva operacional, económica y medioambiental.
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Zanelli, Fidel Martín]]>
Grado obtenido: Ingeniero/a Químico de la Universidad de Buenos Aires]]> Disciplina: Ingeniería Química]]> Fil: Mazali, Julieta. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería.]]> Durante la operación de una Central Nuclear se deben ahondar los esfuerzos operativos y técnicos para minimizar la degradación de cañerías, equipos y materiales estructurales por el contacto de los materiales con el medio. Ello con el fin de cumplir con la normativa de seguridad que exigen entidades nacionales e internacionales y a su vez garantizar la continuación operativa de la Central. Para ello, y en el caso particular del Circuito Secundario de una Central Nuclear, se lleva cabo mediante el monitoreo, control y ajuste de los parámetros químicos a través del tratamiento del químico del medio. Esto implica la dosificación de agentes químicos, control de impurezas, suministro de agua de reposición de acuerdo a especies químicas, entre otras acciones. En el presente trabajo se desarrollará un modelo computacional con el fin de estimar las concentraciones de aminas dosificadas y los valores de pH en los puntos de muestreo más importantes de la Central Nuclear de estudio. Posteriormente, los valores calculados serán comparados con los datos medidos in situ para corroborar y verificar el modelo propuesto. Considerando que el transporte de hierro a lo largo del Circuito Secundario resulta de gran importancia para la operación del Ciclo Térmico, se estimará la pérdida de espesor que sufren las cañerías de la rama subenfriada debido a la acción de la Corrosión Asistida por Flujo mediante un modelo de resistencias que contempla tanto la transferencia de masa, la difusión de iones a través de la capa de óxido, como la cinética de reacción. Luego, se contrastarán los valores obtenidos para determinar si estos se encuentran entre los hallados en otros trabajos. Adicionalmente, a modo de comprender de forma más profunda los fenómenos de transporte vistos a lo largo de la carrera, se estudiará el efecto que tiene la rugosidad de las superficies internas de cañerías y Feeders en la transferencia de masa y la formación de un patrón ampliamente estudiado debido a la Corrosión Asistida por Flujo, que son los Scallops. Todos los fenómenos anteriores replican decenas de variables y una complejidad que exceden una tesis de grado, por lo tanto se pretenden describir el fenómeno y alcanzar valores de orientación para la mejor formación del estudiante.]]> Mazali, Julieta]]> Grado obtenido: Ingeniero/a Químico de la Universidad de Buenos Aires]]> Disciplina: Ingeniería Química]]> Fil: Costa, Ariel Matías. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> Costa, Ariel Matías]]> Grado obtenido: Ingeniero/a Químico de la Universidad de Buenos Aires]]> Disciplina: Ingeniería Química]]> Fil: Fortuna, Lucila de los Ángeles. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> La valorización de glicerol, principal subproducto de la reacción de transesterificación de ácidos grasos resulta muy relevante para la industria del sector energético en general y para el mercado del biodiesel en particular. La esterificación de glicerol con ácido acético es una de las diferentes alternativas para valorizar el glicerol subproducto de la producción de biodiesel. Este es, principalmente, un sistema de tres reacciones en serie siendo los productos de reacción monoacetina, diacetina, triacetina y agua. En particular, la triacetina, es el producto de mayor valor agregado de este proceso, por lo que permitiría incrementar la rentabilidad del glicerol; sin embargo, presenta limitaciones en su selectividad asociadas a la naturaleza del sistema reactivo. Es por este motivo que se plantea la factibilidad de emplear la tecnología de destilación reactiva en el proceso de esterificación de glicerol con ácido acético, con el objeto de aumentar significativamente la pureza hacia triacetina, ya que mediante la remoción del agua del medio de reacción sería posible desplazar los equilibrios de reacción hacia la formación de productos. Fundamentalmente, la combinación entre destilación reactiva y catalizadores heterogéneos permite subsanar las limitaciones térmicas que estos presentan, ya que la operación intensificada permite trabajar a menores temperaturas manteniendo o superando los rendimientos conocidos. En este sentido, en los próximos capítulos se lleva a cabo el modelado de la columna de destilación reactiva para la valorización de glicerol a través de su esterificación con ácido acético, empleando una resina de intercambio iónico (NKC-9) como catalizador con el fin de analizar el rango de condiciones operativas que permitan obtener una mayor selectividad hacia triacetina, identificando las variables presentan mayor incidencia en la performance de la columna. Adicionalmente, se considera el agregado de diferentes compuestos como entrainers o agentes de arrastre a fin de lograr una mejora significativa en la eficiencia de la columna, no sólo en términos de selectividad a la triacetina, sino también de consumo energético del proceso. Para realizar el modelado de la columna de destilación reactiva para la acetilación de glicerol se consideran la cinética de la reacción para la resina de intercambio iónico NKC-9 y los respectivos equilibrios químicos y de fases. En el Capítulo 1 del presente trabajo se realiza una breve introducción a la necesidad de desarrollar aplicaciones alternativas para el glicerol proveniente de la producción de biodiesel, a las condiciones del proceso de esterificación de glicerol con ácido acético y a la intensificación del proceso mediante destilación reactiva, finalmente se plantean los objetivos del trabajo. En el Capítulo 2, se desarrolla la metodología a considerar para llevar a cabo el modelado de la torre de destilación reactiva, se presentan entre otras cosas la selección de los modelos para la fase vapor y líquida y la cinética de la reacción, asimismo se definen algunos parámetros que serán 3 considerados para evaluar la incidencia las diferentes variables; por último, se presenta el caso base para el desarrollo del presente trabajo. Por su parte en el Capítulo 3, se presenta un estudio sistemático respecto a la influencia de diferentes variables sobre, principalmente, la selectividad a triacetina y el requerimiento energético del sistema. En particular se consideran variables constructivas: liquid holdup, variables operativas: relación de reflujo, presión de tope y relación destilado – alimentación (D/F) y variables relacionadas con la corriente de alimentación: relación molar ácido acético – glicerol (RM) e impurezas (concentración de agua) en la alimentación a la columna. En el Capítulo 4, se considera el agregado de diferentes compuestos como entrainer y el impacto sobre el sistema; con el entrainer que presenta el mejor desempeño se analiza un redimensionamiento de la columna manteniendo la producción a triacetina. Finalmente, en el Capítulo 5 se presentan las conclusiones obtenidas en el desarrollo del presente trabajo.]]> Fortuna, Lucila de los Ángeles]]> Grado obtenido: Ingeniero/a Químico de la Universidad de Buenos Aires]]> Disciplina: Ingeniería Química]]> Fil: Adamo, Fiorella Melisa. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> La hipótesis del presente trabajo de investigación es que podría reducirse notablemente el riesgo de siniestros, fatalidades y accidentes industriales mediante la implementación de un sistema integrado de gestión que contemple la seguridad de las plantas químicas. Se analizan tres enfoques de gestión para este propósito: gestión de calidad, gestión de riesgos y gestión de la Seguridad Funcional, cuyos objetivos estarán alineados con el propósito de garantizar un entorno seguro para las personas, activos y medio ambiente.
Otro de los supuestos de esta tesis es que en nuestro país no hay una cultura arraigada de prácticas seguras en la industria, debido a falencias en la educación, a actitudes negligentes o a la falta de un marco social y legal adecuado. Se pretende demostrar que la implementación de un sistema de seguridad es una inversión y no un costo para las compañías.
Finalmente, se asume que las nuevas tendencias de diseño son compatibles con los estándares de gestión antes mencionados, de forma que sus metodologías garanticen un diseño seguro desde los inicios del proyecto.]]>
Adamo, Fiorella Melisa]]>
Grado obtenido: Ingeniero/a Químico de la Universidad de Buenos Aires]]> Disciplina: Ingeniería Química]]> Fil: Roht, Y. Lucrecia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> Roht, Y. Lucrecia]]>