Facultad Regional Mendoza
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Item Evaluación técnica y ambiental de un calefón solar de bajo costo(2013-01-01) Arena, Pablo; Gardey Merino, María; Rivarola, DoraSe presenta un calefón solar de bajo costo construido con materiales reciclables y de reuso. Midiendo tanto la temperatura ambiente, como la de entrada y salida del colector solar, se provee una estimación del rendimiento del sistema en la que se alcanzó una interesante cobertura energética cercana al 70%. Se llevó a cabo el Análisis de Ciclo de Vida del calefón solar usando el software SimaPro, permitiendo cuantificar la carga ambiental asociada con cada componente del sistema. Los mayores impactos están asociados con el combustible requerido para transporte y compra de los materiales, al proceso de generación de electricidad y de caños de PVC, todos expresados en kg de CO2 . Se propusieron también algunas modificaciones sobre el modelo original con el objeto de mejorar el rendimiento y vida útil del dispositivo, pero el impacto ambiental de este último sistema es mayor que el del modelo construidoItem Estudio de la influencia de la temperatura de cocción en propiedades de ladrillos cerámicos artesanales (resumen)(2016-01-01) Gardey Merino, MaríaLa mampostería de ladrillos macizos, debido a su bajo costo relativo y sus condiciones de resistencia y durabilidad, entre otras, es actualmente uno de los materiales más utilizados en la construcción de viviendas. El ladrillo tiende a masificarse por su versatilidad en lo que a diseño arquitectónico se refiere y a la confiabilidad demostrada como material de construcción. Sin embargo, gran parte de su producción, aún artesanal, se caracteriza por el uso intensivo de mano de obra, con baja mecanización e innovación tecnológica .Esto disminuye la calidad del material, manifestada especialmente en la presencia de efluorescencias superficiales provocando luego la desintegración de su masa y fragilidad. Este fenómeno generalmente está asociado a la presencia de sustancias reactivas en el material e insuficiente temperatura de cocción. En estas condiciones, al entrar en contacto con el agua se producen cristalizaciones que generan su degradación, especialmente con las sales de calcio y magnesio [1]. Estas alteraciones del material se determinan mediante un ensayo de ataque por eflorescencia [2], consiste en una apreciación visual del efecto de las sales sobre la superficie del material, siendo una determinación esencialmente cualitativa, sin establecer criterios de aceptabilidad en lo que respecta a la calidad de la arcilla utilizada o la temperatura de cocción del ladrillo. En este estudio se analiza la correlación entre las temperaturas de cocción y la inhibición del efecto de las sales contenidas en ladrillos cerámicos fabricados artesanalmente con arcillas provenientes de El Algarrobal, Las Heras, Mendoza. Hasta aquí, se han determinado perfiles de temperatura en hornos de cocción y se están analizando los resultados de los ensayos de eflorescencia y el contenido de sales en la arcilla y ladrillos. En base a los resultados obtenidos se analiza la conveniencia de utilizar en la cocción mayores temperaturas y una distribución térmica más homogénea que en las actuales condiciones.Item Síntesis por combustión de Cr2O3 utilizando diferentes combustibles (resumen)(2016-01-01) Gardey Merino, MaríaEl óxido de cromo (Cr2O3) es usado en producción de pigmentos, en catálisis de oxidación e hidrogenación, entre otras aplicaciones. Este óxido es obtenido por métodos de precipitación-gelación y por síntesis por combustión usando glicina, urea y nitrato de amonio como reactivos. Aquí se propone obtener Cr2O3 nano-estructurado mediante síntesis originales de combustión estequiométricas utilizando combustibles novedosos como ácido aspártico (Asp), lisina (Lis), trihidroximetilaminometano (Tris), y ácido etilendiaminotetraacético (Edta) para su uso como pigmentos para pinturas selectivas de calefones solares. Las cenizas obtenidas de la combustión se calcinaron a 500 °C durante dos horas. Los óxidos obtenidos de la combustión y calcinación se caracterizaron mediante Difracción de Rayos X (DRX), Espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR), Espectroscopía por UV visible, mediante técnicas de Brunauer?Emmett?Teller (BET), mediante Microscopía de Barrido (SEM), y de Transmisión (TEM). Mediante DRX se identificó, la estructura del Cr2O3 correspondiente al sistema Romboedral y al grupo espacial R-3c, en todos los polvos obtenidos luego de la calcinación. Se observaron partículas aglomeradas con un tamaño promedio de partícula entre 20 y 100 nm mediante SEM y TEM respectivamente. En función de los resultados obtenidos se puede concluir parcialmente que se obtuvieron óxidos nano-estructurados de Cr2O3 mediante síntesis de combustión utilizando combustibles novedosos. Se espera observar diferencias entre los polvos obtenidos antes y después de la calcinación con respecto a la estructura cristalina, tamaño de cristalita y el borde de absorción ópticoItem Síntesis por combustión de polvos ultrafinos de CO3O4 para superficies selectivas de colectores solares(2009-01-01) Gardey Merino, MaríaPara aumentar el rendimiento energético de los calefones solares se recubre al colector, parte responsable de la captación de radiación solar y de su trasmisión al fluido, con un absorbedor solar. Como por ejemplo, con pinturas selectivas. El Co3O4 utilizado como pigmento en pinturas selectivas se ha obtenido por diferentes métodos, pero mediante síntesis por combustión (SCs) se han encontrado pocas referencias. Se obtuvieron polvos de Co3O4 por cuatro vías de combustión, utilizando ácido aspártico (Asp) y trihidroximetilaminometano (TRIS) como combustibles, con diferentes cantidades de combustible como: 1) 0,6 moles de Asp/moles de Co, 2) 3 moles de Asp./moles de Co, 3) 0,4 moles de TRIS/moles de Co y 4) 1,4 moles de TRIS/moles de Co. Por Difracción de Rayos X (DRX), se determinó la estructura cúbica del Co3O4 y por Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) se observó la presencia de estructuras características en los aglomerados en todos los polvos obtenidos. Las imágenes obtenidas por Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM), mostraron tamaños de partícula entre 20 y 50 nm. Los tamaños de partículas obtenidos, menores a la longitud de onda (λ) incidente (0,25 a 3m), favorecen la absorción de la radiación solar.Item Propiedades ópticas de superficies selectivas de Co3O4 sobre sustratos de Cu y Al(2011-01-01) Gardey Merino, MaríaSe busca aumentar el rendimiento energético del colector solar, componente del calefón solar que recibe la radiación y la transmite al fluido, usando superficies selectivas con una alta absorbancia en el espectro solar para 3m y una baja reflectancia para > a 3m. Éstas superficies están compuestas por partículas, uniformemente distribuidas en una matriz, que es depositada sobre un sustrato metálico, dónde la pintura presenta la alta absorbancia mientras que el sustrato sobre el cual se aplica una baja emitancia. Se utilizan sustratos de metálicos aluminio y cobre que poseen una baja emitancia térmica, alta conductividad térmica y resistencia a la corrosión. El Co3O4 utilizado como pigmento en pinturas selectivas se ha obtenido por diferentes métodos, pero mediante síntesis por combustión (SCs) se han encontrado pocas referencias bibliográficas. En este trabajo se han preparado nanopartículas de Co3O4 mediante una síntesis por combustión estequiométricas a partir de nitratos y ácido aspártico como combustible, luego se caracterizaron por diferentes técnicas como Difracción de Rayos X (DRX) para conocer su estructura cristalina, Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) para determinar el tamaño de las partículas y su morfología. Luego se elaboraron pinturas de base alquídica utilizando partículas poliédricas de 50 nm de Co3O4 como pigmentos, ésta pintura se aplicó sobre sustratos de cobre y aluminio, obteniéndose superficies selectivas, dónde se midió el espesor de la pintura, la absorbancia solar y la emitancia en el infrarrojo. Se lograron espesores de la pintura entre 51 y 98 m. Los valores de absorbancia solar y emitancia térmica fueron los mismos tanto en los sustratos de aluminio como el de cobre e iguales 92,7% y 90%, respectivamente. El valor de absorción solar se encuentra dentro de los valores de la bibliografía de superficies similares mientras que los valores de emitancia son relativamente altos, hecho que se asocia a los altos espesores obtenidos. Con espesores mucho menores podrían obtenerse valores de emitancia mucho más bajos.Item Estudio de carbones activados para el uso en sistemas de refrigeración solar por adsorción(2017-01-01) Gardey Merino, MaríaEl objetivo de este trabajo es evaluar diferentes carbones activados, tres de origen local y uno de origen internacional, y compararlas con las correspondientes al carbón activado de referencia CNR 115. Se busca un carbón activado de bajo costo y accesible en el mercado local. Los carbones se caracterizaron mediante técnicas como FT-IR, TGA-DSC, TP, BET, y SEM. Se determinó que el carbón granular C2 de la empresa Concarb es el que presenta mayor similitud con el carbón de referencia, sobre todo porque es el que presenta una mayor superficie específica.Item Síntesis y caracterización de nanopartículas Co3O4 para uso como pigmento en pinturas absorbedoras solares(2010-01-01) Gardey Merino, MaríaEl objetivo de este trabajo es presentar una caracterización físico-química de los polvos de Co3O4 obtenidos mediante una vía de combustión estequiométrica utilizando dos combustibles, Lisina y ácido aspártico, y demostrar su aptitud para utilizarlo en pinturas absorbedoras solares. Los polvos obtenidos fueron caracterizados por Difracción de Rayos X, Microscopía Electrónica de Transmisión y Espectrofotometría UV-VIS-IR cercano. En ambos casos se obtuvieron partículas de Co3O4 con un tamaño promedio de 50nm y forma poliédrica. La absorbancia solar para los polvos de Co3O4 más cubeta de cuarzo dio un valor de 0,883 en el caso de los polvos sintetizados con Lisina, mientras que para el aspártico fue de 0,863. Ambos valores de absorción se encuentran cercanos al rango de valores de absorción solar medidos para superficies selectivas formadas por películas de aluminio cubiertas con pinturas fabricadas con pigmentos de Co3O4 ; entonces podrían utilizarse como pigmentos en pinturas absorbedoras.Item Síntesis y caracterización de pinturas selectivas de Co3O4 para superficies selectivas en colectores solares de baja temperatura(2009-01-01) Gardey Merino, MaríaPara aumentar el rendimiento energético de los calefones solares se recubre su colector con superficies selectivas siendo las pinturas selectivas una alternativa económica, empleandose como pigmento para fabricarlas Co3O4 obtenido por diferentes métodos. Como se encuentran pocas referencias sobre su síntesis por combustión, se han obtenido para este trabajo micropartículas de Co3O4 empleando una ruta de combustión. Luego, por Difracción de Rayos X se constató la estructura cúbica del Co3O4 obtenido. Además, por Microscopía Electrónica de Barrido, se observó una morfología compacta y aglomeración de las micropartículas y mediante Microscopía Electrónica de Transmisión se apreciaron tamaños de partícula de 1 µm aprox. La absorbancia espectral en un rango de 500 a 1100 nm de longitud de onda de las películas formadas a partir de este pigmento sobre vidrio y aluminio resultó entre 0.92 y 0.96, valor menor al obtenido para una pintura comercial que resultó entre 0.95 y 0.97.Item Combustion synthesis of Co-Cu-Mn oxides deploying different fuels(2015-01-01) Gardey Merino, MaríaTernary spinel-like oxides such as CuFeMnO4, CoCuMnOx and CuCr2O4 are attractive materials due to their absorbent properties when used as pigments for selective surfaces thus improving solar heaters efficiency. These materials are obtained through sol-gel and sol-gel-combustion methods. This work proposes the synthesis of mixed oxides of Co, Cu and Mn by means of original one-step stoichiometric combustion methods starting from Mn(NO3)2, Co(NO3)26H2O, Cu(NO3)23H2O and Aspartic acid (Asp) or Lysine( Lys) as fuels. The resulting ashes after the combustion were calcined at 500 °C. The obtained ashes and the calcined powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and by Brunauer–Emmett– Teller method (BET), and TG-DTA analysis. In calcined powders obtained with Lys (CoCuMnOx-Lys), the phase corresponding to CoCuMnOx and others segregated phases were identified. However, in calcined powders obtained with Asp (CoCuMnOx-Asp) only the phase corresponding to CoCuMnOxwas identified. The sample CoCuMnOx-Lys presented an average crystallite size of 44 nm and a specific surface area of 23 m 2 /g while in CoCuMnOx-Asp, 54 nm and 13 m2 /g values were obtained throughout FT-IR vibrational modes associated with spinel metallic oxides for both calcined powders (Asp and Lys) were observed. Additionally, by means of TEM, polyhedral particles with an average size of 20 to 100 nm were observed. In particular, it was determined in CoCuMnOx-Lys an average size of 44nm. According to the different fuels used (Asp and Lys), an evident variation in the obtained phases was observed. However, it was not obtained any difference in crystallite size and specific area surface values. It is of considerable importance the study of further syntheses processes to verify this trend.Item Combustion synthesis of ultrafine powders of Co3O4 for selective surfaces of solar collectors(2015-01-01) Gardey Merino, MaríaSolar selective paints, with the addition of Co3O4 as a pigment, are used to improve energetic efficiency in solar collectors. Although Co3O4 has been obtained by different methods, references about combustion synthesis are scarce. Co3O4 powders have been synthesized by stoichiometric and non-stoichiometric routes using aspartic acid (Asp) or tri-hydroxi-methyl-aminomethane (Tris) as fuels. The samples were calcined in air at 500 °C. They were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, Fourier transform infrared spectrum and the specific surface area of the samples was determined by means of the Brunauer–Emmett–Teller technique. The optical properties of pigments were assessed by means of a spectrophotometer. In all cases, powders exhibited the crystalline structure of Co3O4. A minimum crystallite average size of 29 nm was observed for powders obtained by the “stoichiometric/Asp” combustion route, while a maximum value of 41 nm was stated for powders obtained by the “nonstoichiometric/Asp” combustion process. The average particle size ranged between 50 and 100 nm. The powders obtained by the “stoichiometric/Asp” method were selected to study their optical properties; their solar absorption value was 86%. Solar selective surfaces composed by Co3O4 pigments and an alkyd resin were obtained and applied over copper or aluminum substrates. In both cases, solar absorptance was of 93% and comparable with similar solar selective surfaces, but the thermal emittance value was higher than 90%, as a consequence of the large width of the films.