Desarrollo, Producción e Innovación en la Investigación científica
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Item Arcilla natural modificada con vanadio como catalizador para la obtención de benzaldehído(2021) Amaya, María G.; Sabre, Ema V.; Crivello, Mónica Elsie; Casuscelli, Sandra Graciela; Cánepa, Analía LauraLa alta disponibilidad de arcillas naturales en Argentina contribuye a un panorama prometedor para el desarrollo de catalizadores, ya que al tener bajo costo y ser versátiles, pueden modificarse fácilmente para ser empleadas como soportes en su diseño. Así, en este trabajo se utilizó una montmorillonita proveniente de San Juan, la cual se intercambió con policationes obtenidos de la polimerización de cationes inorgánicos multivalentes como Al3+, y posteriormente se activó térmicamente para favorecer la formación de pilares; denominándose Al-PILC. Luego, se incorporó vanadio mediante impregnación húmeda variando su carga entre 0,5 y 1 % p/p. Los materiales se caracterizaron por adsorción-desorción de N2 y UV-vis con Reflectancia Difusa. Los valores de las áreas específicas de los materiales pilareados fueron superiores al de los de la montmorillonita de partida, evidenciando la formación de los pilares que expanden las capas de la arcilla. La actividad catalítica de los materiales sintetizados se estudió en la reacción de oxidación del alcohol bencílico (BzOH), utilizando H2O2 como oxidante y acetonitrilo como solvente, en un reactor batch a 70 oC. El avance de la reacción se siguió tomando muestras a diferentes tiempos, las cuales fueron filtradas y analizadas por cromatografía gaseosa. Todos los catalizadores pilareados resultaron activos en la reacción bajo estudio, mostrando selectividades hacia el benzaldehído (BzH) superiores al 98 %. Finalmente, con un contenido del 0,75 % p/p de V se alcanzó el mayor rendimiento a BzH (29,9 %).Item Uio-66-nh2 para la obtención de ésteres levulínicos derivados de biomasa(2020) Bravo Fuchineco, Daiana Antonella; Crivello, Mónica Elsie; Heredia, Angélica Constanza; Rodríguez Castellón, EnriqueComo resultado de la explotación masiva del petróleo y su agotamiento, el estudio de materias primas alternativas para reacciones orgánicas provenientes de la biomasa, es una tendencia de investigación en la actualidad. En este contexto, el presente trabajo plantea la obtención de metil y etil levulinato mediante la reacción catalítica de esterificación del ácido levulínico como molécula plataforma, con metanol y etanol. El catalizador utilizado es el MOF UiO-66-NH2, constituido por circonio como precursor metálico y ácido aminotereftálico como agente ligante orgánico. Se presenta una vía de síntesis con condiciones ambientales y económicas más favorables, utilizándose solventes alternativos. Se planteó el remplazo de la tradicional dimetilformamida (DMF), usada en la síntesis solvotermal, por un 50% v/v de acetona. Además, las síntesis se realizaron con agitación por vía magnética y ultrasónica, buscando mejorar las propiedades estructurales de los catalizadores. Para comprender la estructura cristalina, morfología y porosidad, los materiales se analizaron por difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido, espectroscopia infrarroja, espectroscopía fotoelectrónica de rayos X, espectroscopia de emisión atómica por plasma de microondas, medición de acidez y adsorción de N2. El progreso de la reacción catalítica fue seguido por cromatografía gaseosa y espectroscopía de masa. Dentro de los materiales sintetizados, el que presentó la mayor actividad, fue el obtenido con un 100% de DMF mediante la síntesis con ultrasonido. La conversión fue del 63,57% para el levulinato de metilo y del 38,69% para el levulinato de etiloItem Evaluación preliminar de la biomasa en una industria de aceitunas de mesa(2020) Bálsamo, Nancy Florentina; Mansilla, Ayelén María; Álvarez, Dolores María Eugenia; Labuckas, Diana Ondina; Crivello, Mónica ElsieEn una agroindustria olivícola la biomasa corresponde a las partes del olivo (hojas, frutos, semillas, ramas) y también a las resultantes de los procesos realizados para la elaboración del producto final. El tratamiento /o disposición final de biomasa residual de la agroindustria olivícola es uno de los problemas ambientales más graves que sufre este sector productivo. Su constitución se puede dividir en cuatro macromoléculas principales; 75 % de la biomasa total se corresponde a hidratos de carbono (entre ellos celulosa y hemicelulosa) y un 20 % está formado por polímeros aromáticos más complejos (denominados lignina), sólo un 5 % corresponde a productos minoritarios, como aceites, grasas y proteínas. Según el tipo de biomasa residual que se considere como materia prima, se ha de determinar cada una de estas fracciones, para posteriormente desarrollar procesos más específicos que permitan su conversión en productos químicos plataforma y productos químicos finales de elevado valor agregado o energía con el fin de lograr una solución sustentable de la problemática de esta agroindustria. El objetivo del presente trabajo fue caracterizar la biomasa residual generada en una industria de aceitunas de mesa de la provincia de Córdoba, mediante técnicas físico-químicas específicas para diseñar posibles vías de valorización mediante transformaciones sustentables. Los valores de composición hallados de compuestos tales como polifenoles, celulosa, hemicelulosa y lignina, permitirán proyectar la transformación de la biomasa residual en compuestos de mayor valor agregado, mediante procesos que contribuyan a producción sustentable de esta agroindustria de interés socio-económico regionalItem Diseño de nanoarcillas sintéticas para su utilización en la valorización de glicerol a carbonato de glicerilo(2020) Argüello, Dalma Sofía; Bálsamo, Nancy Florentina; Eimer, Griselda Alejandra; Crivello, Mónica ElsieLa producción de biodiesel se acompaña de un 10% en peso de glicerol como subproducto, por lo que resulta factible que pueda ser utilizado como materia prima renovable para favorecer económicamente el proceso. La conversión catalítica de glicerol hacia un producto de mayor valor agregado, como el carbonato de glicerilo (CG) es una opción atractiva porque se lo considera como un sustituto verde de importantes compuestos derivados del petróleo. Debido a su baja toxicidad, índice de evaporación, inflamabilidad y a su capacidad de hidratación presenta numerosas aplicaciones en la industria química, farmacéutica, cosmética, etc. Como alternativa sustentable para producirlo se propone la transesterificación entre el glicerol y un alquil carbonato empleando catalizadores sólidos como los óxidos metálicos mixtos (OMM) derivados de hidróxidos doble laminares (HDL), un tipo de nanoarcillas aniónicas sintéticas. Los HDL son de estructura laminar, cuando su composición es sólo Mg y Al, se los denomina hidrotalcita, de fórmula general: [M2+(1-x) M3+x (OH)2]x+ [Anx/n mH2O]x- M2+ y M3+ son cationes metálicos mono, di, tri y tetravalentes, mientras que A representa el anión compensador de cargas, generalmente carbonato, que junto con “m” moléculas de agua se ubican en el espacio interlaminar; x puede variar entre 0,17 y 0,33, dependiendo de la combinación de metales di y trivalentes. Las propiedades de los HDL están fuertemente influenciadas por la composición y naturaleza de los aniones y cationes. La incorporación de un tercer metal en la estructura permite modificar su comportamiento catalítico tanto en la actividad como en la selectividad. Los OMM alcanzan una composición homogénea a escala molecular y muestran un comportamiento particular comparado con los óxidos metálicos puros, debido a la combinación de distintas fases en la red molecular, presentan alta área superficial, estabilidad térmica y dispersión homogénea de la fase activa. En este trabajo se estudió la conversión catalítica de glicerol y etilencarbonato a CG utilizando OMM con distinto contenido de cobre, como catalizadoresItem Conversión catalítica de ácido levulínico sobre uio-66-nh2(2020) Bravo Fuchineco, Daiana Antonella; Heredia, Angélica Constanza; Rodríguez Castellón, Enrique; Crivello, Mónica ElsieLa conversión de moléculas plataforma en productos químicos de alto valor es una estrategia importante para la utilización de los recursos de biomasa. El ácido levulínico ha sido reconocido como el puente químico entre la biomasa y el petróleo. Ha demostrado un gran potencial para producir biocombustibles y aditivos de alta calidad, como los ésteres levulínicos. Estos ésteres generalmente son sintetizados mediante catálisis homogénea con H2SO4, HCl y H3PO4 generando inconvenientes en el reciclaje del catalizador, la separación de productos y problemas ambientales. Los catalizadores ácidos sólidos son una buena alternativa para superar estos inconvenientes. Los materiales metal orgánico estructurados (MOFs) están constituidos por la unión de unidades metálicas a través de moléculas orgánicas que actúan como ligandos, dando lugar a estructuras cristalinas tridimensionales de extraordinarias propiedades texturales. El material UiO-66-NH2 está constituido por clústeres metálicos, compuestos por seis átomos de zirconio Zr6O4(OH)4, unidos entre sí por grupos μ3-O y μ3-OH, procedentes del ligando orgánico 2- aminotereftalato. El elevado grado de coordinación del clúster metálico, confiere al MOF una gran estabilidad química.Item Escalado de un fotoreactor para el tratamiento de efluentes de aceitunas de mesa: parámetros involucrados(2020) Zorzoli, Eduardo; Álvarez, Dolores María Eugenia; Conte, Daniel; Crivello, Mónica Elsie; Mendieta, Silvia NazaretEn la región noroeste de la provincia de Córdoba, la olivicultura constituye una actividad económica de relevancia. Durante la elaboración de aceitunas de mesa se utilizan grandes caudales de agua, que se transforman en efluentes con elevada concentración de polifenoles, cloruros, altos contenidos de fósforo, sulfuros, elevada demanda biológica y química de oxigeno (DBO y DQO) y sólidos sedimentables. Estos son de naturaleza diversa y se consideran tóxicos para vegetales, animales y microorganismos. En la actualidad, los efluentes se desechan sin tratamiento y se acumula en balsas abiertas, para reducir el volumen por evaporación. Entre los posibles tratamientos a utilizar, se encuentran los Procesos de Oxidación Avanzada (PAOs), que incluyen las técnicas basadas en peróxido hidrógeno (H2O2) en combinación con fotocatálisis. La problemática ambiental generada por los efluentes se presenta como un desafío, debido a la importancia socioeconómica que poseen las industrias dedicadas al procesamiento del fruto del olivo. Mediante el método de escalado por semejanza del foto-reactor empleado, queda demostrado que es posible escalar los resultados obtenidos en la etapa piloto a la industrial, acortando notablemente los tiempos y disminuyendo los costos que implica el paso por etapas intermedias.Item Nanoarcillas sintéticas para ser empleadas en la valorización de glicerol a carbonato de glicerilo(2020) Argüello, Dalma Sofía; Crivello, Mónica Elsie; Bálsamo, Nancy FlorentinaLa producción de biodiesel se acompaña de un 10% en peso de glicerol como subproducto, por lo que resulta factible que pueda ser utilizado como materia prima renovable para favorecer económicamente el proceso. La conversión catalítica de glicerol hacia un producto de mayor valor agregado, como el carbonato de glicerilo, es una opción atractiva porque se lo considera como un sustituto verde de importantes compuestos derivados del petróleo. Además, presenta numerosas aplicaciones en la industria química, farmacéutica, cosmética, etc. Como alternativa sustentable para producirlo se propone la transesterificación entre el glicerol y un alquil carbonato empleando catalizadores sólidos como los óxidos metálicos mixtos derivados de nanoarcillas aniónicas sintéticas, en condiciones suaves de reacción y sin el empleo de solvente. Estos materiales presentan gran interés por la posibilidad de nano-diseño a medida, control de accesibilidad a sitios activos y muy bajo costo de síntesis. Se sintetizaron óxidos de Mg y Al con Cu incorporado en diferentes contenidos, por el método de coprecipitación, para ser empleados en la reacción de transesterificación entre glicerol y etilencarbonato. Los materiales fueron caracterizados fisicoquímicamente mediante DTP-CO2, FTIR y XPS. Los materiales sintetizados mostraron una elevada actividad para la producción selectiva de carbonato de glicerilo, atribuido a la fuerte basicidad de superficie combinada con la presencia de sitios ácidos. El catalizador más activo fue el óxido con un contenido de Cu del 25% con un 91,9% de conversión de glicerol y 99,2 % de selectividad a carbonato de glicerilo.Item Propuesta de vinculación tecnológica e innovación en la formación de recursos humanos y la generación de conocimiento(2020) Bálsamo, Nancy Florentina; Argüello, Dalma Sofía; Salgán, Eliana Marcela; Eimer, Griselda Alejandra; Crivello, Mónica ElsieLa generación de conocimiento en el nivel superior debe poseer como fortaleza su anclaje a la realidad socio-productiva de una región o estado. La formación de profesionales de la ingeniería en los ámbitos académicos debe sustentarse, entre otros aspectos, en la experimentación sobre casos motivadores que generen interés en problemáticas locales para lograr su inserción laboral desde los nuevos conceptos de productividad como son la bioeconomía y la economía circular. Argentina es uno de los principales exportadores mundiales de harina y aceite de soja y ha diversificado el destino de la producción de este aceite hacia la producción del biodiesel. El biodiesel se lo considera una opción limpia y segura para el medioambiente debido a la reducción en la emisión total de partículas suspendidas (32%), monóxido de carbono (35%) y óxidos de azufre (8%) con respecto al ciclo de vida de producción del diésel de petróleo. El 10% de la producción de biodiesel es glicerol en este proceso. Por lo tanto, la posibilidad de trabajar, definir, direccionar la sustentabilidad económica y ambiental del proceso, permitía detectar al glicerol como una molécula de interés desde el marco conceptual de las biorrefinerías. La conversión catalítica de glicerol hacia un producto de mayor valor agregado, como el carbonato de glicerilo es una opción atractiva por ser un sustituto verde de importantes compuestos derivados del petróleo. Para producirlo se propuso la transesterificación entre glicerol y un alquilcarbonato empleando catalizadores sólidos como los óxidos metálicos mixtos derivados de nanoarcillas aniónicas sintéticas porque está comprobado, mediante el método del análisis de ciclo de vida, que disminuye en gran medida el impacto ambiental negativo de la catálisis homogénea. El objetivo del presente trabajo fue desarrollar un proceso sostenible para la revalorización del glicerol, excedente en la producción de biodiesel, a través de la sinergia de trabajo entre investigadores en diferentes estadios de adiestramiento y estudiantes avanzados de la carrera de ingeniería química, mediante vinculación tecnológica, para su formación académica y profesional. Se sintetizaron óxidos metálicos mixtos de Mg, Al y Cu, incorporado en diferentes contenidos, por coprecipitación para ser evaluados en la transesterificación de glicerol y etilencarbonato. Los materiales fueron caracterizados por DRX, MP-AES, área superficial y DTP-CO2. En la evaluación catalítica, los materiales mostraron una elevada actividad durante la transesterificación en condiciones de reacción suaves. El compromiso del grupo de trabajo permitió ponderar cualitativamente su vocación profesional en resolución de problemas mediante conceptos productivos innovadoresItem Caracterización para aprovechamiento de la biomasa residual de la industria de aceitunas de mesa(2020) Bálsamo, Nancy Florentina; Salgán, Eliana Marcela; Mansilla, Ayelén María; Álvarez, Dolores María Eugenia; Labuckas, Diana Ondina; Crivello, Mónica ElsieLa viabilidad económica del aprovechamiento simultáneo de la biomasa residual como fuente de energía y productos químicos de mayor valor agregado, tal como se hace actualmente en las refinerías de petróleo, hace referencia a la sustentabilidad productiva. La agroindustria elaboradora de aceitunas de mesa de la zona de Cruz del Eje (noroeste de la provincia de Córdoba) genera residuos de hojas, frutos, semillas y ramas del olivo para la elaboración del producto final. El tratamiento/o disposición final de biomasa residual de esta agroindustria es uno de los problemas ambientales de este sector productivo. El objetivo del presente trabajo fue caracterizar la biomasa residual generada en una industria de aceitunas de mesa de la provincia de Córdoba para diseñar posibles vías de valorización mediante transformaciones sustentables. La biomasa residual se genera principalmente en las etapas de recepción de los frutos y en la línea de producción. Y se compone de: hojas y frutos que se acumulan en la zona de recepción de los camiones y de carozos con pulpa, hojas y aceitunas en la línea de producción (selección, descarozado y envasado). Aunque los tipos de residuo son los mismos, sus características cambian ya que corresponden a las etapas de pre y post proceso de contacto con NaOH y fermentación. A raíz de esa clasificación, se han realizado las caracterizaciones fisicoquímicas de humedad, lípidos, proteínas, hidratos de carbono cenizas, y fenoles totales y de análisis termogravimétrico para determinar la cantidad relativa de lignina, celulosa y hemicelulosas en la muestra de carozos del proceso de descarozado, debido a que representan el mayor porcentaje de la biomasa residual. En función de los resultados, la biomasa residual se caracterizó por su elevada concentración de materia orgánica y de compuestos fenólicos. Estos últimos muy valiosos para la industria farmacéutica, alimentaria y cosmética por su elevado poder antioxidante. La identificación de los macrocomponentes (celulosa, hemicelulosa y lignina) donde el componente mayoritario es la hemicelulosa, aseguraría la transformación de los carozos por pirólisis catalítica en compuestos plataforma como ácidos carboxílicos, aldehídos y cetonas. La evaluación preliminar de la composición de la biomasa residual de la elaboración de aceitunas de mesa permitió determinar composición porcentual de los compuestos principales para proyectar la recuperación y/o transformación en compuestos de mayor valor agregado, mediante procesos que contribuyan a producción sustentable de esta agroindustria de interés socio-económico regional.Item Degradación de diclofenac emplenado cofe204 sintetizadas por el método de autocombustión(2021) Gerbaldo, María Verónica; Elías, Verónica Rita; Mendieta, Silvia Nazaret; Crivello, Mónica ElsieLos compuestos farmacéuticos son subclases de contaminantes emergentes que se han detectado en aguas superficiales y residuales en todo el mundo. Recientemente se ha demostrado la presencia de fármacos en la cuenca del río Suquía, en la provincia de Córdoba, Argentina; como elatenolol, carbamazepina y diclofenac detectados con mayor frecuencia [1]. Las ferritas con estructura de espinela como la CoFe2O4 exhiben propiedades catalíticas y estabilidad estructural que las vuelven atractivas para ser empleadas en procesos fotocatalíticos como tecnologías alternativas para el tratamiento de aguas con presencia de dichos contaminantes. En el presente trabajo se presenta la síntesis y caracterización de CoFe2O4 por el método de autocombustión para ser utilizadas en la degradación fotocatalítica de diclofenac sódico empleando una lámpara Uv-germicida y H2O2 como agente oxidante.