FRLP - POSGRADO - DOCING - TESIS

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    Producción de biodiesel por catálisis heterogénea, Diseño y aplicación de catalizadores, orientados a su aplicación industrial en plantas modulares
    (2019) Benedictto, Germán Pablo; Basaldella, Elena I.; Sotelo, Roberto M.
    El biodiesel es una mezcla de ésteres metílicos de ácidos grasos que se obtienen generalmente a través de la de transesterificación de aceites. La mayor parte los procesos industriales de síntesis de biodiesel utilizan catalizadores homogéneos. Aunque efectivos, éstos generan inconvenientes que dificultan la operación, aumentando los costos de producción. En consecuencia, la búsqueda de una solución tecnológica ha impulsado el estudio de catalizadores heterogéneos. En los últimos años gran cantidad de sólidos porosos han sido estudiados como catalizadores heterogéneos para la síntesis de biodiesel o como soportes de otros catalizadores. Sin embargo, los catalizadores heterogéneos actualmente descriptos en la literatura requieren tiempos de reacción prolongados y condiciones de reacción exigentes (altas temperaturas y presiones) para alcanzar tasas de conversión altas. Adicionalmente, la reutilización del catalizador debe ser ampliamente estudiada. En este marco, se estudió la síntesis de nuevos catalizadores heterogéneos porosos y su aplicación para la transesterificación de aceite de girasol en biodiesel, basados en tres tipos de materiales: sólidos microporosos de alta superficie (zeolitas A y F)), catalizadores basados en estructuras inorgánicas de tipo laminar (hidrotalcitas Mg-Al sintetizadas en medio sódico y potásico) y materiales mesoporosos (SBA-15, compósito SBA-15/hidrotalcita y productos derivados de carbonato de magnesio mesoporoso). Se aplicaron diversos tratamientos post síntesis (calcinaciones, rehidrataciones e impregnaciones con K2CO3 y KOH) con el fin de estudiar su influencia en las propiedades catalíticas de los sólidos sintetizados. En total, se realizó la síntesis de 17 catalizadores. La estructura y propiedades fisicoquímicas de dichos catalizadores fueron analizadas mediante la aplicación de diversas técnicas de caracterización (DRX, SEM, EDAX, FTIR). La evaluación catalítica se realizó en ensayos de síntesis de biodiesel, en condiciones suaves de temperatura y presión (65 °C y presión autogenerada). El análisis de los resultados obtenidos fue realizado aplicando técnicas cromatográficas. Si bien algunos de los compuestos zeolíticos estudiados fueron activos para catalizar la transesterificación de aceite de girasol, en este grupo no se encontraron materiales con propiedades superiores a las presentadas en la bibliografía actual. Por el contrario, dentro del grupo de catalizadores derivados de hidrotalcitas, se obtuvieron materiales altamente activos. Los mejores resultados fueron obtenidos con hidrotalcitas impregnadas con K2CO3, con las que se obtuvieron conversiones de aceite en biodiesel del orden del 90 % en 4 h de reacción. Además, estos materiales pudieron ser reutilizados, manteniendo buenos niveles de conversión durante varios ciclos de reacción. La sílice mesoporosa SBA-15 no presentó actividad catalítica. Ésta fue combinada con una hidrotalcita Mg-Al para obtener un compósito de alta superficie. Aunque su aplicación directa no dio buenos resultados para catalizar la reacción estudiada, la impregnación de la SBA-15 y el compósito con K2CO3 generó materiales altamente activos, con los que se alcanzaron conversiones del 80 % y 94 % respectivamente, luego de 4 h de reacción. Finalmente, se estudió la síntesis de materiales derivados de MgCO3 mesoporoso. A través de impregnaciones con KOH y tratamientos térmicos a temperatura controlada, se obtuvo un catalizador que logró conversiones del 98 % después de 30 min de reacción. Este resultado se encuentra entre los mejores reportados en la literatura para esta reacción usando catalizadores heterogéneos bajo condiciones de reacción moderadas.
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    Estudio de riegos asfálticos de liga entre capas asfálticas para rehabilitación de pavimentos flexibles fresados
    (edUTecNe, 2019) Rivera, José Julián; Bianchetto, Hugo
    Cuando un pavimento asfáltico es sometido, durante su etapa de explotación, a una rehabilitación mediante la aplicación de una nueva capa asfáltica superpuesta, elaborada en caliente, es requisito extender sobre éste un riego asfáltico de liga en una dotación dada, lo cual genera una interfase entre las capas. Si al pavimento existente se le realizan, además, operaciones previas de fresado superficial, las texturas resultantes pueden ser variadas y diferentes a la que presentaría si se tratara de una superficie sin fresar; lo cual incide en esa dotación de riego de liga a aplicarse en la interfase. Esto se debe a que, por un lado, al fresar se produce un incremento de superficie en la interfase entre ambas capas, lo que podría llevar a la necesidad de aumentar la dotación del riego de liga a emplearse. Por otro lado, se debe considerar que por causa del fresado se forman surcos paralelos longitudinales, que pueden producir el escurrimiento del riego asfáltico incrementado desde sus cumbres hacia sus valles; lo que podría generar una deposición excesiva en estos últimos. El problema planteado permite observar que es necesario llegar a una solución de compromiso intermedia entre ambas situaciones, que permita alcanzar un comportamiento óptimo. Ese comportamiento óptimo puede lograrse analizando la respuesta mecánica de la interfase ante diversas dotaciones de riego. Se estudia entonces, desde el punto de vista mecánico, cómo debe encararse la situación planteada y cuáles son los parámetros decisorios en análisis. Luego, se procede al diseño de un procedimiento de elaboración de los especímenes en estudio y al desarrollo de la sistemática de ensayo, con su posterior aplicación.