Facultad Regional Avellaneda

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    Construcción de una red neuronal para la simulación de la remoción de cromo hexavalente empleando carbón activado como adsorbente
    (2018-09-18) Pellegrini, Jorge; de Celis, Jorge Pablo; Aphesteguy, Juan
    Se presenta el desarrollo de un modelo de red neuronal artificial como solución alternativa a la simulación de un proceso de adsorción. Para los ensayos de laboratorio se eligió el cromo hexavalente como contaminante y el carbón activado como material adsorbente. Se evalúa el potencial que tiene la red neuronal artificial en comparación a los modelos matemáticos existentes en la actualidad. Los resultados obtenidos indican que la red neuronal creada fue satisfactoria y explica con más exactitud la variabilidad del proceso. Para la elección del entorno computacional y bibliotecas a utilizar se tuvo en cuenta por un lado que el software sea gratuito como también usar herramientas computacionales vanguardistas para que su aprendizaje sea enriquecedor para futuras investigaciones.
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    Modelado de la isoterma de adsorción de cr(vi) empleando carbón activado como adsorbente
    (2017-09-27) Beraldi, Agustina; Cores, Magalí; Pellegrini, Jorge; de Celis, Jorge Pablo
    El desarrollo de carbones activados para el tratamiento terciario de aguas residuales es un método de aplicación muy utilizado para la remoción de contaminantes de efluentes gaseosos y líquidos. Esto se debe principalmente a la elevada capacidad de adsorción que presenta este material carbonoso. En el presente trabajo, se desarrolla una muestra de carbón activado a partir de cáscara de maní mediante activación química. El agente activante empleado fue el ácido ortofosfórico y la carbonización de la muestra se llevó a cabo en atmósfera autogenerada a una temperatura de 450ºC. El estudio de las características texturales del carbón activado preparado presentó una extensa área superficial específica BET (1253 m2/g) y un gran desarrollo de la estructura de poros con un volumen total de 1,01 cm3/g. El estudio morfológico, mediante micrografías SEM, permitió visualizar la pronunciada porosidad del material. A partir del análisis de la distribución de tamaño de poro se pudo determinar que el material carbonoso es del tipo mesoporoso. Se estudió la performance del carbón activado en la remoción de Cr (VI). La isoterma de Freundlich se ajustó más adecuadamente a los resultados experimentales obtenidos. Además, los resultados evidenciaron que el material adsorbente desarrollado presentó una excelente performance en la capacidad de remoción del contaminante.
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    Simulación de la cinética de adsorción de cr(vi) empleando una red neuronal artificial
    (2019-05-17) PELLEGRINI, JORGE; APHESTEGUY, JUAN; de CELIS, JORGE
    Se estudió la cinética de adsorción de Cr(VI) empleando carbón activado (CA) como adsorbente, sintetizado a partir de cáscara de nuez. La cinética evalúa la cantidad de contaminante adsorbido en función del tiempo. La adsorción en un medio poroso es un proceso por etapas donde las resistencias predominantes modifican su intensidad a medida que la superficie se satura. El problema de los modelos vigentes, como los modelos de primero y segundo orden, es que consideran una resistencia media de magnitud invariante, aproximando así el comportamiento real. Al no correlacionarse con la realidad empírica, la capacidad predictiva se ve afectada. Observando esta carencia, se propone el empleo de una red neuronal artificial (RNA) que prediga el comportamiento experimental. A partir de los resultados obtenidos la RNA explicaría la variabilidad de los datos en un 82%, seguido por el modelo de segundo (51%). Este estudio preliminar indicaría la elevada eficacia de las RNA para el modelado de procesos de adsorción.
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    Estudio de la adsorción de As(V) en régimen batch y en continuo, empleando hidroxiapatita bovina como material adsorbente.
    (2019-05-17) García, Juan Ignacio; Beraldi, Agustina; Melitón, Laura B.; Cerchietti, Luciana; Ozols, Andrés; Pellegrini, Jorge; Boeykens, Susana; de Celis, Jorge Pablo
    Se estudió la factibilidad de emplear hidroxiapatita bovina como material adsorbente de As(V) presente en soluciones acuosas modelo. Las características del material fueron determinadas mediante las técnicas de Espectrofotometría Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR), las isotermas de adsorción de nitrógeno según el método convencional BET [1,2], y la Microscopía Electrónica de Barrido (SEM). En los espectros infrarrojos, se pudieron apreciar señales características de la hidroxiapatita [3]. En las micrografías SEM se destacó la presencia de partículas de tamaño diferente, de forma irregular con bordes suaves, y superficies muy lisas para una resolución de 2 µm. Estos hechos, sumado a los valores relativamente bajos de superficie específica de BET (1,5 m2 .g-1) y de volumen total de poros (4,4.10-3 m3.g-1) obtenidos, daría indicio de que se trataría de un material esencialmente no poroso. La adsorción fue estudiada tanto en régimen discontinuo como continuo. Las concentraciones iniciales de las soluciones se encontraron en el rango que va de los 2 a los 9 mg.L-1 de As(V). Se llevaron a cabo ensayos batch de soluciones acuosas de contaminante, con el material adsorbente en cuestión. La cantidad de soluto removida se calculó a partir de las diferencias de concentración entre la solución inicial y la remanente. El método de valoración de As empleado fue la de Fluorescencia de Rayos X con Geometría de Reflexión Total (TXRF). A fin de definir una dosis óptima de sólido a emplear (1,0 g por cada 50 mL de solución) se desarrolló una curva de dosificación. Las condiciones de equilibrio fueron estudiadas a través de la elaboración de las isotermas de adsorción, las cuales fueron representadas mediante siete modelos diferentes: tres de dos parámetros (Langmuir, Freundlich, y Temkin), y cuatro de tres parámetros (RedlichPeterson, Radke-Prausnitz, Sips, y Toth) [4,5]. El ajuste más satisfactorio fue el brindado por el modelo de isoterma de Freundlich. El análisis de la influencia del tiempo sobre la capacidad de remoción del sistema se realizó llevando a cabo estudios cinéticos [6,7]. En este caso, cuatro modelos fueron utilizados: Lagergren, Ho, Órdenes Combinados, y Elovich, resultando este último el más satisfactorio para representar los datos experimentales. Además, se estudió el desempeño del material adsorbente en régimen de flujo continuo, mediante el desarrollo de ensayos de adsorción en columna rellena de lecho fijo. Para caracterizar la fluidodinámica a través del lecho, se realizó un ensayo de estímulo-respuesta [8,9], utilizando un lecho inerte y perturbándolo con un escalón de determinada concentración de As. El análisis de datos consistió en el cálculo del tiempo medio de residencia y la aplicación del modelo de dispersión axial. Luego, se procedió estudiar la capacidad de adsorción de la columna rellena de hidroxiapatita, desarrollando una curva de ruptura. A través de ella, se determinó la masa de As(V) total adsorbida; se aplicaron los modelos de Thomas, Bohart-Adams, y Yoon-Nelson para describir el sistema. Se estimó el tiempo transcurrido hasta alcanzar el punto de ruptura, característico de estos ensayos [10]. Los tres modelos resultaron ser igualmente adecuados para describir el sistema.