Revista Tecnología y Ciencia

Modelo de Difusión Sólida para Cementación Gaseosa en Producción Discontínua

Diego A. Lanzetti — 2022-05-10

El presente trabajo tiene como objeto construir un modelo computarizado de un proceso de producción, puntualmente un tratamiento superficial a aceros: cementación gaseosa. En primera medida, se evalúan distintas herramientas informáticas útiles para la construcción de modelos, como Simulink, PDE solver y COMSOL, para luego realizar la construcción del modelo en aquellos software que se hayan calificado como aptos para el objeto de estudio, puntualmente PDE solver y COMSOL. Luego de construido el modelo y formuladas distintas variables de entrada (geometría de la pieza, tiempo, temperatura, etc.) se obtienen y analizan los resultados con el objeto de comprobar que correspondan con la realidad. La ventaja de los modelos en procesos de cementación gaseosa radica en que permite independizarse del uso de tablas y gráficos tradicionales para el diseño del proceso, que frecuentemente muestran valores en forma discontinua o en condiciones que luego el diseñador debe adaptar a la realidad. De esta forma es posible simular el proceso previo al diseño con una cantidad de especificaciones mucho más próxima a la situación real que la que se obtiene utilizando tablas y gráficos convencional

Modelización de Fallas en Reactor Químico con Agitación (CSTR)

Elias Cargnelutti — 2022-05-10

La detección de fallas es un problema de gran relevancia en procesos de ingeniería. La detección y diagnóstico temprano de fallas en procesos mientras la planta se encuentra operando en regiones controlables pueden ayudar a evitar las ramificaciones del evento anormal y reducir las pérdidas de productividad. Hoy en día existen una gran cantidad de literatura sobre la detección y diagnóstico de fallas, desde métodos analíticos hasta métodos de acercamiento estáticos. Los métodos de detección y diagnóstico de fallas se clasifican en tres grandes categorías: métodos basados en modelos cuantitativos, en modelos cualitativos y en datos históricos. Cada uno de estos métodos se subdivide a su vez en distintos modelos de detección y diagnóstico de fallas. Se ha seleccionado el modelo de reactor químico con agitación continua, el cual es uno de los más usados en la industria química, para modelizar y simular fallas en el proceso para la aplicación de modelos de detección. Algunos métodos que se estudiaron en el prese nte trabajo son los filtros de Kalman, Árboles de Falla y la trasformada Wavelet. Se concluyó que ningún método constituye, en forma individual, un estudio completo de detección y diagnóstico de fallas. Al contrario, cada uno de ellos pueden complementarse entre sí, posibilitando la creación de un método híbrido

Preparación y Caracterización de Materiales Catalíticos para ser Empleados en la Producción de Biodiesel

Sebastián D. Sesin — 2022-05-10

La obtención de biodiesel a partir de catálisis heterogénea permite simplificar la separación de los productos deseados y reduce la cantidad de efluentes líquidos generados en el proceso. Además protege a los equipos e instalaciones del ataque de los ácidos o bases convencionales empleados como catalizadores. Para tal fin se prepararon catalizadores zeolíticos del tipo ZSM-5 y ZSM-11 modificados mediante la incorporación de diferentes metales. Los distintos materiales se caracterizaron mediante diversas técnicas fisicoquímicas: la estructura y cristalinidad se determinó por DRX y FTIR, el área superficial por el método BET, la acidez se obtuvo por FTIR de absorción de piridina y el porcentaje de catión metálico efectivamente incorporado en cada una de las muestras se determinó por AA

Síntesis y Caracterización de Zeolitas Mel y Fau Dopadas con Metales de Transición para su Aplicación a la Química Fina bajo Irradiación Microondas

Federico Azzolina Jury — 2022-05-10

El trabajo tiene como objetivo la obtención de zeolitas dopadas con metales de transición para su aplicación a la síntesis de compuestos químicos bajo microondas.
Se modificaron zeolitas microporosas con metales de transición. Su estructura cristalina se verificó mediante XRD. Por el método BET se determinó el área superficial de cada zeolita. Por medio de un método de reflexión se midieron las propiedades dieléctricas de las zeolitas compactadas. Se determinaron los perfiles de temperatura de estos lechos zeolíticos compactados con calentamiento dieléctrico. Se interpretaron los fenómenos de calentamiento presentes en las zeolitas mediante el uso del modelo de Debye modificado. Se cuantificaron los sitios ácidos de Lewis y Brönsted y su fuerza ácida mediante FTIR de zeolitas luego de los procesos de adsorción y desorción de piridina. Finalmente, se evaluó la actividad catalítica de zeolitas en la oxidación parcial de estireno, en un sistema batch bajo calentamiento clásico y dieléctrico.

Aplicación de Aproximantes de Padé en el Modelado de la Viscosidad de Jarabe de Maíz

Mónica Guerrero — 2022-05-10

La industrialización del maíz es una de las actividades agroindustriales de Argentina que genera mayor valor agregado, permitiendo obtener un gran número de productos que se destinan al consumo directo o bien son empleados como insumos en otras industrias. En este trabajo se propone la aplicación de aproximantes de Padé como un método alternativo en la búsqueda de nuevos modelos no lineales que describan satisfactoriamente las relaciones existentes entre los distintos parámetros involucrados en una expresión algebraica, para estimar propiedades de alimentos. Se considera para su estudio la viscosidad de jarabe de maíz.
Se establecen como objetivos correlacionar información experimental disponible sobre propiedades de jarabe de maíz, aplicar aproximantes de Padé en la modelación de una expresión general y comprobar y validar el modelo frente a datos experimentales. Como resultado se observa un ajuste adecuado a los datos experimentales, con desviaciones absolutas promedio menores a 6% y valores elevados de R2

Evaluación y Aplicación de Procesos Ágiles para la Producción de Software en Ambientes de Desarrollo Dirigido por Modelos

R. Giandini — 2022-05-10

El uso de modelos para construir distintos tipos de sistemas software es actualmente una de las claves para la producción de nuevas tecnologías. El Desarrollo de Software Dirigido por Modelos conocido por sus siglas en inglés “MDD” (Model Driven Development) se ha convertido actualmente en un importante paradigma de la Ingeniería de Software, proponiendo sustituir - como artefacto principal en el proceso de producción del software - al código fuente de lenguajes de programación por modelos. De este modo, tales modelos son considerados como entidades de primera línea, permitiendo nuevas posibilidades de crear, analizar y manipular grandes sistemas a través de diversos lenguajes de modelado y herramientas automáticas. En este ámbito, los aspectos de evolución y trazabilidad son un importante desafío teórico-práctico, necesarios tanto en actividades de modelado manual como en procesos de transformación automática entre modelos (que van desde el refinamiento de un modelo de negocio hasta llegar al código fuente compilable en una plataforma de implementación concreta). El motor productivo del MDD es utilizar herramientas automáticas dedicadas y establecer mecanismos de transformación estrictos para los distintos modelos (que van de los más abstractos a
los más específicos) involucrados en el proceso de producción de software: CIM (Computational Independent Model), PIM (Platform Independment Model), PSM (Platform Specific Model) e IM (Implementation Model).
En este trabajo presentaremos los resultados obtenidos sobre el estudio comparativo y aplicación de procesos ágiles en el campo sistémico aplicable al enfoque automatizado MDD para la producción de software, destacando aspectos evolutivos de productos intermedios durante el curso de transformación de los modelos hasta llegar al producto software resultante, subrayando la importancia del uso combinado de lenguajes de modelado y el apoyo de potentes herramientas CASE (Computer Aided Software Engineering) de soporte a la edición y transformación automatizada de modelos

Caracterización Microbiológica y Modelado del Proceso de Fermentación en la Producción de Aceitunas Negras Naturales

Dolores Álvarez — 2022-05-10

Los objetivos del trabajo fueron aislar y tipificar los microorganismos que intervienen en la fermentación de aceitunas negras naturales y desarrollar una red neuronal como herramienta predictiva del proceso. Los microorganismos se aislaron mediante medios de cultivo específicos. Las bacterias Gram negativas se tipificaron con la batería IMViC y las levaduras con el kit API 32 C AUX. El modelo que representa la dinámica del proceso se desarrolló por medio de una red neuronal con estructura “back propagation” entrenada con los datos físico-químicos del proceso. La flora microbiana estuvo compuesta fundamentalmente por levaduras, de las cuales se identificaron Candida lambica y Pichia farinosa. Se descartó la presencia de las bacterias Gram negativas Escherichia sp, Klebsiella sp y Salmonella sp. El modelo neuronal obtenido permite, con los datos experimentales empleados para entrenar la red, simular el proceso fermentativo.

Optimización del Proceso de Desterpenación Batch de Aceite Esencial de Naranja Utilizando Chemcad

Fernando R. Bonaterra — 2022-05-10

La desterpenación es una operación necesaria para reducir el contenido de hidrocarburos terpénicos, responsables de la inestabilidad térmica y fotoquímica de estos productos, y no son importantes en la definición del perfil de sabor y aroma característicos de un aceite esencial. El 1-decanal es adoptado como componente de referencia, y las veces que se incrementa su concentración se adopta como un indicador de la calidad del proceso y denominación comercial del producto final. Para obtener aceite esencial de naranja desterpenado de denominación comercial “five folds” a partir de aceite esencial crudo, se realizó un proceso de simulación de la destilación a presión reducida utilizando CC-BATCH de CHEMCAD v 6.2. El aceite esencial crudo de naranjas se destiló en una columna de fraccionamiento construida en vidrio de borosilicato, utilizando las condiciones obtenidas en la simulación, encontrándose un muy buen acuerdo entre los valores experimentales y los del modelo computacional.

Optimización del Pretratamiento Ácido de Biomasa Lignocelulósica para la Producción de Bioetanol

Eliana Dagnino — 2022-05-10

El proceso de obtención de bioetanol a partir de biomasa lignocelulósica presenta importantes ventajas comparado con aquel producido a partir de azúcares simples, ya que ésta no compite con la industria alimenticia y además es un residuo. Las materias primas ricas en celulosa, como la cascarilla de arroz, presentan una estructura compleja que dificulta la hidrólisis enzimática, debido a sus características morfológicas y su compleja composición química. Al tratar a las materias primas con ácido diluido se obtiene una alta recuperación de hemicelulosas en forma de monómeros en la fracción líquida y una fracción sólida con alta concentración de celulosa. Además, debido a las altas temperaturas y condiciones ácidas del pretratamiento, los azúcares liberados por hidrólisis se descomponen originando compuestos de degradación. El objetivo de este trabajo de investigación fue encontrar las condiciones óptimas de pretratamiento de cascarilla de arroz con ácido sulfúrico diluido y calor.
La optimización del proceso estudiado corresponde a los valores medios de concentración de ácido y tiempo

Síntesis y Caracterización de Al-MCM-41. Obtención de Caprolactama a partir de Materiales Mesoporosos Modificados con Al

Eliana Vaschetto — 2022-05-10

Se sintetizaron materiales del tipo Al-MCM-41 con relaciones molares Si/Al= 60 y 20, y a tiempos de síntesis de 0, 1, 2 y 6 días, en donde el tiempo de síntesis 0 corresponde al material sin tratamiento hidrotérmico. Las muestras fueron caracterizadas por difracción de Rayos X (DRX), resonancia magnética nuclear (RMN) y área superficial específica.
Los materiales fueron evaluados en la reacción de reordenamiento de Beckmann para la obtención de Caprolactama a partir de ciclohexanona oxima. Se comprobó que el tiempo de síntesis de los materiales es un parámetro importante para obtener un buen grado de incorporación del metal en la estructura mesoporosa. Para ambas relaciones Si/Al en el gel de partida, un tiempo de síntesis de 6 días de tratamiento hidrotérmico permitió obtener una mayor incorporación de Al tetraédrico, alcanzándose una conversión de ciclohexanona oxima de alrededor de 36% con una selectividad a Caprolactama del 100%

Craqueo Catalítico de Mezclas de Polietileno Comercial de Alta y Baja Densidad para Obtención de Hidrocarburos Combustibles

Laura Lerici — 2022-05-10

El gran volumen y la resistencia a la degradación de los materiales plásticos generan un problema ambiental grave. En este trabajo, se estudia la degradación termo-catalítica de mezclas de polietileno de alta y baja densidad (PEAD, PEBD) sobre la zeolita H-ZSM-11. El sistema de reacción consistió en un reactor de lecho fijo calefaccionado hasta 500 ºC durante 20 min. La relación polímeros/zeolita fue de 2. Los productos líquidos y gaseosos se recogieron en trampas conectadas en serie a la salida del reactor. El sistema operó con flujo de N₂. Se realizaron ensayos con mezclas 70/30 y 50/50 %p/p de PEAD/PEBD. Los resultados se compararon con los del craqueo de los polímeros puros. Los rendimientos hacia productos líquidos oscilaron entre ~21 y 35 %p/p, mientras que los productos gaseosos presentaron valores entre ~63 y 75 %p/p. La distribución de productos presentó una importante selectividad hacia la fracción C5-C6 e hidrocarburos aromáticos

Aplicaciones de Zeolitas ZSM-5 en Química Fina: Oxidación Selectiva de Estireno

Clara Saux — 2022-05-10

Se estudió la reacción de oxidación selectiva de estireno hacia benzaldehído sobre zeolitas CrZSM-5, las cuales fueron elegidas luego de probar una serie de cationes de metales de transición (cromo, cobalto, hierro, zinc, manganeso y cobre) utilizando peróxido de hidrógeno como agente oxidante. Sobre el mismo se evaluaron los efectos de varios parámetros de reacción tales como: tiempo de reacción, masa de catalizador, relación molar estireno/peróxido de hidrógeno, naturaleza del solvente y temperatura de reacción. Utilizando el método de las velocidades iniciales, se determinó un primer orden de reacción con respecto a las concentraciones de estireno y de peróxido de hidrógeno. La energía de activación obtenida fue de 14.54 kJ/mol.

Nano-arcillas de Al-Mg: Método de Síntesis versus Capacidad de Incorporación de Fármacos Antiinflamatorios

Silvia Mendieta — 2022-05-10

Se sintetizaron Hidróxidos de Doble Capa (HDC) incorporando Indometacina e Indometacina Sódica por vía directa e indirecta. Para esta última se parte de diferentes sólidos anfitriones, sintetizados por coprecipitación con distintos tiempos de envejecimiento (de 20 minutos y 4 horas). La incorporación por vía directa se obtuvo por coprecipitación del fármaco seleccionado conjuntamente con loscloruros de Mg y Al. Por difracción de rayos X se detectó la correcta incorporación del fármaco, independientemente del método de síntesis utilizado. Por Microscopía electrónica de barrido (SEM) se observó el aspecto interlaminar característico de los HDC; mientras que en aquellos materiales en los que se les incorporó el fármaco, presentan granos mas grandes y amorfos. El contenido del fármaco incorporado en los sólidos anfitriones se determinó por espectroscopía ultravioleta, obteniéndose mayores valores de incorporación en aquellos materiales sintetizados por el método de coprecipitación

Análisis por Simulación del Proceso de Sedimentación en el Clarificador Secundario de una Planta de Lodos Activados

José Peralta — 2022-05-10

En este trabajo, empleando la técnica de simulación de procesos, se analizó el desempeño del proceso de sedimentación secundaria para el caso particular de aguas residuales de una industria láctea. El modelo de simulación se formuló en base a los fundamentos teóricos clásicos del diseño de un sedimentador.
Una vez determinados estos parámetros, se simuló el comportamiento del módulo utilizando Matlab® y Simulink®. Como factores con efecto sobre la concentración de sólidos del efluente se consideraron, el caudal y la concentración de sólidos totales de entrada al sedimentador afectados de una variabilidad típica para los efluentes lácteos. En ambos casos se evaluó la capacidad del proceso en diferentes condiciones de operación.
Los resultados alcanzados permitieron establecer la validez y versatilidad de las herramientas informáticas utilizadas para la simulación y análisis estadísticos de casos concretos.

Utilización de Zeolitas Microporosas ZSM en el Reciclado Químico de Residuos Plásticos

Mariano Gariglio — 2022-05-10

Una adecuada estrategia de gestión y tratamiento de residuos plásticos, es un aspecto importante a tener en cuenta en relación al mejoramiento de la calidad ambiental y el desarrollo sostenible. Por tal motivo, se ha adoptado como alternativa dentro del «reciclado químico», el craqueo termo-catalítico para la transformación de los residuos plásticos (polietileno de baja densidad) a hidrocarburos líquidos y gaseosos.

Para el tratamiento termo-catalítico se prepararon dos catalizadores zeolíticos del tipo ZSM-11 modificados con Zn²⁺ y H⁺. Los sólidos fueron caracterizados por DRX, FTIR, AA y área superficial por el método BET.

Los resultados obtenidos demuestran que es factible el craqueo térmico y catalítico para el tratamiento de residuos plásticos utilizando zeolitas ZSM-11 modificadas con Zn²⁺ y H⁺. El uso de las zeolitas permitió obtener una importante disminución de los residuos sólidos y una distribución de productos más selectiva en comparación con la degradación térmica.