Browsing by Author "Pierella, Liliana"
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Item Co-pirólisis de biomasa lignocelulósica con residuos plásticos para producir biocombustibles sustentables(2023) Rocha, María Victoria; Renzini, María Soledad; Pierella, LilianaEl aumento de la demanda de energía, la variabilidad de los precios de combustibles derivados del petróleo, los problemas medioambientales que se derivan de su utilización y su tasa de agotamiento de magnitud mayor a su ciclo de regeneración, resultan en una profundización de la exploración de materias primas alternativas y el reemplazo de los combustibles tradicionales. La actividad agropecuaria, una de las principales bases de la economía de Argentina, genera grandes volúmenes de residuos de biomasa lignocelulósica, materia prima prometedora para la producción de biocombustibles. Por ejemplo, la descomposición térmica de cáscara de maní produce rotura de enlaces liberando energía y obteniéndose productos finales de alto valor añadido. Sin embargo, debido a su estructura compleja, estos productos poseen un alto contenido de oxígeno, alto pH y bajo poder calorífico para su uso como combustibles; hecho que fuerza a encontrar alternativas que mejoren estas características. Una posibilidad para mejorar esta situación, es el agregado de co-reactivos que ayuden a bajar el contenido de oxígeno proporcionando átomos de hidrógeno. Entre las mejores opciones de co-alimentación podemos encontrar a la familia de los plásticos por sus largas cadenas ricas en carbono e hidrógeno. Además, la posibilidad de utilizar residuos plásticos contribuye a dar solución a la problemática de la disposición y tratamiento de este tipo de desechos. La presente investigación se orienta a valorizar dos fuentes de residuos, como son los desechos de biomasa lignocelulósica y los plásticos vertidos como basura, convirtiéndolos en productos de gran interés en las industrias e inclusive como fuentes de energías alternativas a los hidrocarburos fósiles. El objetivo se centra en la mejora de las características de los combustibles líquidos y gaseosos obtenidos mediante co-alimentación. Además, se analiza el uso de materiales catalíticos como medios que permiten mejorar el proceso de desoxigenación. El presente resumen tiene por objeto informar al lector sobre los contenidos desarrollados en esta Tesis. La misma está compuesta de 8 capítulos que se detallan a continuación. En el Capítulo 1 se presenta la Introducción, donde se describe la problemática actual respecto de la producción de energía, sus fuentes renovables y no renovables. Se habla de la problemática de los residuos lignocelulósicos y plásticos; se da un resumen de las alternativas termoquímicas de su valorización, y se detallan los productos obtenidos en el proceso de pirólisis. Además, se introducen conceptos teóricos acerca de los materiales empleados como vi catalizadores heterogéneos. Se presentan las características y propiedades fisicoquímicas y estructurales de los mismos. En el Capítulo 2 se presentan los objetivos generales y específicos propuestos para desarrollar en el transcurso del presente estudio de investigación. El Capítulo 3 presenta la caracterización de las materias primas utilizadas en esta investigación, para ello se detalla la metodología utilizada y los resultados obtenidos con diversas técnicas; tales como, Análisis Proximal, Análisis Elemental, Poder Calorífico Superior, Análisis Termogravimétrico, entre otras. En el Capítulo 4 se realiza el estudio de la co-pirólisis térmica de la cáscara de maní con el polietileno de baja densidad. En este capítulo se realiza un diseño de experimento que determina las variables en sus valores óptimos para llevar a cabo la investigación. A continuación, se caracterizan las tres fracciones de productos obtenidas (líquidos, gases y sólidos). El Capítulo 5 detalla la co-pirólisis catalítica. Por un lado, se describe la metodología empleada para la síntesis, modificación y caracterización de las zeolitas empleadas. Por otro, se analizan los resultados obtenidos con el uso de una zeolita sintética de estructura ZSM-11 y con el uso de una zeolita natural del tipo Clinoptilolita. El Capítulo 6 presenta el estudio cinético de la co-pirólisis de cáscara de maní con polietileno de baja densidad. A continuación, se analiza el mecanismo de obtención de productos aromáticos a partir de compuestos fenólicos de dicho proceso. En el Capítulo 7 se presenta un estudio de la valorización de residuos industriales generados en el proceso de reciclado de cartón. Para ello, se analizan los productos líquidos y gaseosos como alternativas para su uso como combustibles dentro de las empresas que los generan. Finalmente, en el Capítulo 8 se presentan las Conclusiones generales de esta Tesis y el Capítulo 9 cuenta los proyectos de transferencia que se ha logrado con la presente tesis, en lo que se está trabajando actualmente y las proyecciones futuras.Item Craqueo catalítico de mezclas de polietileno comercial de alta y baja densidad para obtención de hidrocarburos comestibles(2012) Lerici, Laura; Chiappori, Adrián; Renzini, Soledad; Pierella, LilianaEn 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 utilizado consistió en un reactor de lecho fijo relleno de partículas de cuarzo, catalizador y la mezcla de polímeros. El mismo operó a 500 ºC durante 20 min. La relación másica polímeros/zeolita fue igual a 2. Los productos líquidos y gaseosos se recogieron en trampas a la salida del reactor. El sistema operó con un flujo de N2. Se realizaron ensayos con mezclas 70/30 y 50/50 %p/p de PEAD/PEBD. Los resultados se compararon con los obtenidos 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.Item Desactivación de la zeolita Zn- BETA en el proceso de craqueo catalítico de polietileno comercial(2010) Lerici, Laura; Renzini, Soledad; Chiappori, Adrián; Pierella, LilianaEl consumo de productos plásticos en los países industrializados en la actualidad supera los 100 kg/persona/año [1]. Esta práctica ocasiona un gran flujo de residuos plásticos que genera pérdida de recursos muy valiosos si tenemos en cuenta que estos materiales provienen de fuentes fósiles agotables [2]. El craqueo catalítico de residuos poliméricos es un prometedor método de reciclado basado en el contacto del polímero con un catalizador adecuado. El material catalítico permite trabajar a menores temperaturas respecto de los procesos puramente térmicos y, además hace posible orientar la reacción hacia la formación de determinados compuestos. La desventaja más significativa del uso de catalizadores es la formación de compuestos carbonosos (coque), lo cual causa una gradual desactivación de estos materiales afectando la actividad y selectividad hacia productos de interés. El objetivo del presente trabajo es evaluar la estabilidad de la zeolita Zn-BETA durante el proceso de craqueo termo-catalítico del polietileno de baja densidad (PEBD) comercial.Item Evaluación de la degradación termo-catalítica de mezclas de PEAD/PEBD(2013) Lerici, Laura; Renzini, Soledad; Chiappori, Adrián; Pierella, LilianaDebido a la gran versatilidad y bajo costo de los materiales plásticos, el consumo de los polímeros ha ido en aumento en los últimos 40 años. No obstante todas las ventajas de su utilización, poseen el inconveniente de no ser biodegradables. La dificultad que tienen los polímeros de volver al ciclo natural del carbono genera pérdida de recursos muy valiosos si tenemos en cuenta que estos materiales provienen de fuentes fósiles agotables. En el caso del polietileno, el plástico de uso doméstico más común, hace falta destilar 18,7 toneladas de petróleo bruto para obtener una tonelada del polímero. Desde esta perspectiva, la importancia de reciclar el plástico cobra así una dimensión inexistente en otros materiales. El objetivo del presente trabajo es estudiar la degradación termo-catalítica de mezclas de polietileno de alta y baja densidad (PEAD, PEBD) sobre la zeolita Zn-ZSM-11.Item La importancia de las actividades prácticas en la enseñanza de las ingenierías(2011) Pierella, Liliana; Saux, Clara; Renzini, SoledadEl sistema educativo universitario estuvo centrado tradicionalmente en el conocimiento teórico. En la actualidad, debería ponerse énfasis en la enseñanza de las destrezas y habilidades que faciliten el paso del conocimiento a la acción, a resolver problemas reales en situaciones con importantes márgenes de incertidumbre y complejidad. La Cátedra Química Analítica Aplicada de la carrera de Ingeniería Química es obligatoria para el título intermedio de Técnico Químico Universitario y optativa para el de Ingeniero Químico. El diseño de la asignatura comprende competencias a desarrollar en conocimientos, habilidades y destrezas, poniendo en práctica metodologías que permitan la problematización, el diseño-realización de numerosos trabajos prácticos de laboratorios, la interdisciplinariedad, el discernimiento, la discusión de teorías y resultados, elaboración de informes, etc. Los trabajos prácticos de laboratorio están diseñados para resolver situaciones problemáticas concretas de la realidad laboral y de casos típicos relacionados a las actividades de investigación llevadas a cabo por las docentes. Además de la evaluación continua realizada, la autoevaluación y evaluación por pares implementada, agiliza la capacidad de observación y análisis por parte de los estudiantes. La participación de especialistas invitados en determinadas áreas temáticas motiva a los alumnos a conectarse con la realidad laboral. Seminarios grupales, diseñados y defendidos por los estudiantes sobre temas propuestos por las docentes, facilitan la discusión, participación y colaboración. Finalmente, la práctica experimental en empresas/laboratorios/institutos permite implementar los aportes recibidos y lograr mayor contacto con la realidad laboral.Item Influencia de la deposición de coque sobre la zeolita H-BETA en el proceso de degradación del PEBD(2011) Lerici, Laura; Renzini, Soledad; Sedrán, Ulises; Chiappori, Adrián; Pierella, LilianaEl empleo de catalizadores en el craqueo de polímeros genera residuos carbonosos (coque) que producen la gradual desactivación del catalizador. En el presente trabajo el polietileno de baja densidad (PEBD) fue convertido en una mezcla de hidrocarburos (C1-C16) sobre la zeolita H-BETA durante 11 ciclos consecutivos de reacción. Los resultados obtenidos se compararon con el ensayo puramente térmico. La caracterización fisicoquímica del catalizador se realizó por DRX, FTIR, y BET; mientras que el polímero fue estudiado por FTIR y DRX. Los experimentos de degradación catalítica fueron realizados a 500 °C y a presión atmosférica. Los rendimientos a hidrocarburos gaseosos (HCG) disminuyeron de ~79 %p/p a ~49 %p/p mientras que la fracción líquida (HCL) aumentó con los ciclos. A partir del sexto ciclo aparecieron ceras que se fueron incrementando en cantidad hasta llegar a un ~43 %p/p en el onceavo ciclo (rendimiento muy similar al obtenido por craqueo puramente térmico). La cantidad de coque generada al cabo de los 11 ciclos asciende a 15,8 %p/p. La distribución de productos indica la generación mayoritaria de la fracción C5-C6 y una disminución gradual de los cortes más livianos con el aumento de los hidrocarburos más pesados conforme avanzan los ciclos.Item Obtención de hidrocarburos aromáticos y cortes de gasolina liviana a partir de la degradación termo-catalítica de mezclas de PEAD/PEBD comerciales(2013) Lerici, Laura; Chiappori, Adrián; Renzini, Soledad; Pierella, LilianaEn 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. La matriz ZSM-11 (estructura MEL) con relación Si/Al=17 fue obtenida por el método de cristalización hidrotérmica [1]. La expresión final H-ZSM-11 se obtuvo por intercambio iónico de la forma Na-zeolita con una solución de cloruro de amonio 1M a 80ºC y con agitación mecánica.Item Obtención de hidrocarburos de interés industrial a partir del reciclado químico de residuos plásticos utilizando zeolitas microporosas pentasilíceas(2011) Gariglio, Mariano; Renzini, Soledad; Lerici, Laura; Chiappori, Adrián; Pierella, LilianaEl aumento en los niveles de consumo de plásticos en la sociedad moderna, ha traído consigo un enorme incremento en la generación de residuos. Por ello, en este trabajo, se plantea adoptar como alternativa de tratamiento el "reciclado químico" mediante el craqueo termocatalítico. Con este método se aprovechan los elementos constitutivos del plástico, por transformación del mismo en hidrocarburos líquidos y gaseosos.Item Reciclado químico de polímeros utilizando zeolita H-ZSM-11(2020) Renzini, Soledad; Lerici, Laura; Gariglio, Mariano; Chiappori, Adrián; Pierella, LilianaUna estrategia adecuada de gestión de residuos plásticos, es un aspecto importante a tener en cuenta en relación al mejoramiento de la calidad ambiental y el desarrollo sostenible. Además, si se considera que el aumento en el consumo de plásticos se ha producido en paralelo con el desarrollo tecnológico de estos materiales, pero dejando de lado la alternativa del reciclado, esto se traduce inevitablemente en una mayor generación de residuos sólidos en general.Item Utilización de zeolitas microporosas ZSM en el reciclado químicos de residuos plásticos(2011) Gariglio, Mariano; Renzini, Soledad; Lerici, Laura; Pierella, LilianaUna 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.