UTN-FRC - Producción Académica de Posgrado
Permanent URI for this communityhttp://48.217.138.120/handle/20.500.12272/1934
Browse
70 results
Search Results
Item Evaluación de métodos multicriterio para la selección de proveedores locales de la industria aeronáutica de la provincia de Córdoba(2023-12-13) Tavella, Demián Andrés; Miropolsky, Ariel; González, GustavoEl siguiente trabajo tiene por principal finalidad realizar un estudio para seleccionar, adaptar y aplicar diferentes métodos multicriterio mundialmente conocidos a fin de desarrollar un modelo integral para la toma de decisiones que permita llevar adelante la selección y evaluación de proveedores aeronáuticos nacionales para diferentes proyectos de la industria aeronáutica de Córdoba, haciendo foco en FAdeA, por ser el principal referente de este rubro en la provincia. Para ello se aplicaron dos técnicas multicriterio diferentes, previamente seleccionadas, dos casos reales de desarrollo de productos aeronáuticos de la industria cordobesa para varios proveedores nacionales. El trabajo está dividido fundamentalmente en cuatro partes: la primera consiste en un análisis de la industria nacional aeronáutica, los métodos multicriterio y la selección de proveedores para diferentes proyectos. Otra parte fue el trabajo de campo con los diferentes actores clave de FAdeA, a fin de determinar aquellos criterios esenciales a partir de los cuales evaluar los candidatos a proveedores de un producto aeronáutico. Una tercera parte, consistió en la selección de dos casos de estudio que presentan características diferentes y la aplicación de las técnicas seleccionadas para determinar el oferente óptimo para cada caso. Por última, el análisis y comparación de los resultados obtenidos, estableciendo conclusiones respecto a la viabilidad de aplicación de esta técnica para el caso de selección de proveedores y recomendaciones tanto para la institución elegida respecto a un modelo de toma de decisiones para la selección de proveedores aeronáuticos nacionales, que puedan ser extrapolados a otras industrias de características similares.Item Herramienta de análisis y modelado para electrificación en zonas aisladas de la provincia de Córdoba como parte del desarrollo de políticas públicas(2025-05-08) Massó, Rocío; Bertozzi, MarceloLa falta de electrificación en zonas rurales aisladas representa un desafío importante para el desarrollo socioeconómico de numerosas comunidades alrededor del mundo. Esta problemática afecta directamente la calidad de vida de los habitantes de estas regiones. Sin embargo, las energías renovables ofrecen una solución viable y sostenible para abordar esta carencia y promover un desarrollo equilibrado. La hipótesis de este trabajo plantea el diseño, la implementación y la evaluación de una matriz cuyo objetivo principal es contribuir a la planificación de nuevas políticas públicas. Esta herramienta está estructurada en torno a cinco dimensiones fundamentales: social, económica, político-institucional, ambiental y tecnológica. La metodología adoptada incluye la selección de una zona de estudio, su caracterización general mediante censos, trabajo de campo y encuestas, seguido del análisis e interpretación de los datos obtenidos. Posteriormente, se identifican los indicadores para cada dimensión, se ejecuta la matriz con un panel de expertos y, finalmente, se obtienen los resultados que facilitan la toma de decisiones. Los resultados obtenidos confirmaron la efectividad de la herramienta, destacando la instalación de sistemas solares fotovoltaicos como una opción preferible en comparación con la extensión de la red eléctrica. Además, se plantearon diversos escenarios para evaluar la sensibilidad de la matriz.Item Sistema de identificación de proveniencia y autenticidad de bienes basado en blockchain(2024) Scavuzzo, Emiliano; Ruiz de Mendarozqueta, Álvaro; Bustos, Fabio OscarEn el siglo 21 el mercado de productos falsos se ha expandido significativamente. La falsificación de productos tiene un impacto negativo en la sociedad, dado que, por un lado afecta a los fabricantes y vendedores de productos originales ya que se reputación se ve dañada, su participación en el mercado disminuida y su propiedad intelectual plagiada, y por otro lado, en los peores casos, puede significar una amenaza para el bienestar e inclusive la salud de los compradores. Algunos de los productos falsificados más peligrosos en el mercado actual, incluyen airbags que funcionan mal durante los accidentes automovilísticos, baterías de iones de litio que explotan, cascos que se rompen fácilmente, medicamentos que provocan efectos indeseados y cosméticos que provocan reacciones cutáneas graves (US Department of Homeland Security, 2022). Como resultado, muchas empresas ya están tratando de combatir este fenómeno. Hay dos formas principales de combatir la falsificación: 1. Encontrar una forma de identificar a los fabricantes y vendedores de productos falsificados e impedirles efectivamente la venta de sus productos. 2. Encontrar una forma de identificar productos auténticos (Prokipchuk et al., 2021).Item Control de proceso de maceración de cebada malteada en la industria cervecera(., 2022) Quelas, Jorge; Modesti, Mario Roberto; Álvarez, Dolores María EugeniaLa cerveza es una de las bebidas más antiguas de la humanidad. La elaboración de cerveza se realiza en dos etapas; la maceración de cebada malteada para obtener el mosto y la fermentación, mediante la cual se obtiene alcohol y dióxido de carbono, por acción de la levadura. Bamforth [1] presenta un estudio sobre la evolución del proceso de elaboración de cerveza, en el que se relacionan los procedimientos e ingredientes, con la calidad del producto. El objetivo de un proceso de maceración es la conversión del almidón de los granos malteados en azúcares fermentables que puedan ser consumidos por la levadura, una vez que sea agregada al mosto obtenido. El azúcar producido en la maceración es clave para determinar el porcentaje de alcohol que generará posteriormente por la levadura y también la densidad del mosto. Esto condiciona el rendimiento general del proceso e incide directamente en la cantidad de litros de producto final que se obtiene. Existen distintos tipos de maceración: por infusión única, térmica, por decocción y escalonada. ´Esta ´ultima consiste en la realización de un pre-proceso que permite a ciertas enzimas convertir proteínas en aminoácidos, antes de la sacarificación (transformación de los polisacáridos en azúcares fermentables). Estas enzimas, además, facilitan la hidrólisis de almidones más complejos durante dicho proceso. Por ejemplo, se puede implementar un proceso de maceración de 35/55 ºC para que la enzima proteasa hidrolice proteínas en aminoácidos; luego llevar la temperatura a 60/65 ºC, rango en el cual actúa la beta amilasa, convirtiendo el almidón en maltosa y glucosa; y finalmente se lleva la temperatura al rango de 65/75 °C, propiciando que la alfa amilasa transforme al almidón en azúcares fermentables. Este es muy utilizado debido a que permite emplear maltas de menor calidad y precio y aun así obtener un producto de mayor aptitud. Como contraparte, el proceso es más complejo. En varios trabajos se estudia la importancia del control térmico en relación al proceso de elaboración de cerveza, para lograr las particulares características en el producto. Blanco y col. [2] estudian en detalle el proceso químico mediante el cual se generan los compuestos en la fabricación de cerveza. El trabajo tiene por objetivo determinar cuáles son los parámetros del proceso que se deben controlar para lograr una rápida adaptación a la preferencia del público consumidor, en cuanto a la ligereza del producto. En [3] se evalúan los métodos de producción tendientes a reducir o eliminar el alcohol presente en la cerveza. En todos estos trabajos, destaca la maceración escalonada, debido a la posibilidad que genera la regulación continua de la temperatura. El sistema de maceración escalonada está constituido por un recipiente donde se vierte una mezcla de agua y cebada. En dicho sistema se eleva la temperatura de la solución de forma progresiva. Los diferentes “escalones” de temperatura permiten extraer los distintos compuestos del grano, como así también el almidón necesario para la fermentación. El sistema de maceración debe contar con algún mecanismo de calentamiento como por ejemplo un quemador o un intercambiador de calor, incluyendo un sistema de reflujo, que permita homogeneizar la temperatura del fluido a controlar. En [4] Violino y col. resumen los sistema de bajo volumen de producción que se encuentran actualmente en el mercado. Los comúnmente utilizados son los sistemas RIMS (Recirculating Infusion Mash System) y HERMS (Heat Exchange Recirculating Mash System). ´Este último utiliza un intercambiador de calor como elemento de transferencia de energía. Para llevar a cabo la regulación de temperatura en la maceración escalonada, es necesario el desarrollo de un sistema de control. El controlador más ampliamente utilizado en la industria es el PID (Proporcional Integral Derivativo). Éste se basa en un algoritmo de regulación que calcula la desviación o error entre valores medidos y deseados por medio de realimentación. El algoritmo de control PID incluye tres parámetros: el proporcional, el integral y el derivativo. El término proporcional depende del error actual, el integral, de los errores pasados, mientras que el derivativo es una predicción de los errores a futuro. La suma de estas tres acciones es usada para ajustar el proceso por medio de un elemento de control, como la posición de una válvula que regula el caudal de gas de un quemador. Por otro lado, los métodos difusos son empleados para el ajuste de los parámetros del controlador. Dichos métodos interpretan la variación del error del sistema, como así también su derivada, aplicando funciones matemáticas diseñadas para clasificar su funcionamiento en rangos predeterminados. Dependiendo de la banda en la que se sitúa la respuesta del sistema, será el valor que adquieran los parámetros del controlador. La herramienta matemática con la cual se lleva a cabo este proceso es conocida como lógica difusa [5]. Esta técnica es ampliamente utilizada en control de procesos, asignando grados de veracidad a las variables de entrada, en base a la naturaleza del proceso a controlar. Dicha lógica puede generar infinitos estados entre dos límites previamente establecidos. En este sentido, los parámetros del controlador se generan como una sumatoria de las entradas del sistema, ponderadas por la lógica del modelo diseñado. Como consecuencia, a medida que varía la respuesta del sistema, el controlador se adapta para responder más eficientemente a dichas variaciones. Este método permite la adaptación del controlador a las variaciones de la planta, que en el caso del proceso seleccionado, son de naturaleza no lineal. Al mismo tiempo garantiza el correcto funcionamiento ante posibles perturbaciones o inclusive incertidumbres no contempladas en el modelo de la planta. La metodología empleada en este trabajo está fundamentada en el estudio llevado a cabo por Weeks [6], en el cual se implementa un sistema de bajo costo, constituido por un PID acoplado a un controlador para regular la maceración de cerveza. Esto es apto para ser aplicado por emprendedores con bajo nivel de producción, tales como las micro cervecerías. Con esta premisa se implementará un controlador que consta de un PID de ganancia tabulada por método difuso, tal como el expuesto en el trabajo de Zhao y col. [7]. Este tipo de controladores ya está siendo implementado en el proceso de fermentación de la cerveza, tal como se pone de manifiesto enWang y col. [8]. En este sentido, implementarlo en el método de maceración, implicaría una mejora en el desempeño de todo el proceso productivo.Item Control de marcadores virales en plasma humano: estudio de las causas de las discrepancias entre los resultados obtenidos en distintas instituciones (bancos de sangre e industria farmacéutica)(UTN - FRC, 2005) Zucchi, Andrea Corina; Massa, CatalinaLa industria farmacéutica de los hemoderivados ha alcanzado un gran desarrollo a nivel mundial. La misma reviste particular importancia ya que de ella depende la producción de medicamentos para el tratamiento de determinadas patologías causadas, principalmente, por deficiencias clínicas de proteínas plasmáticas. Entre los principales medicamentos obtenidos a partir del plasma humano se encuentran1, 2: Soluciones de Albúmina y Proteínas Plasmáticas que se emplean principalmente en el restablecimiento de la volemia en casos de shock hipovolémico y quemaduras severas. Inmunoglobulina G Endovenosa, indicada en el tratamiento de Inmunodeficiencias primarias y secundarias, en Enfermedades autoinmunes, y enfermedades inflamatorias sistémicas. Inmunoglobulina G Intramuscular, utilizada principalmente en la prevención de Hepatitis A y B, Rubeola, Sarampión e Infecciones bacterianas severas. Gammaglobulina Anti-Rho empleada en la prevención de la sensibilización materna con sangre de un feto Rh positivo, y en la Enfermedad hemolítica del recién nacido. Gammaglobulina antitetánica indicada en casos de heridas, traumatismos, cirugías, partos sin condiciones de asepsia y mordeduras de animales. Factores de Coagulación VIII y IX, empleados en el tratamiento de las Hemofilias A y B, respectivamente. Todos estos medicamentos se producen a partir del fraccionamiento proteico del plasma humano aportado por los bancos de sangre a la industria farmacéutica.Item Nanoarcillas sintéticas para ser empleadas en la valorizacion de glicerol a carbonato de glicerilo(Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Córdoba, 2025-07-04) Argüello, Dalma Sofía; Crivello, Mónica Elsie; Bálsamo, Nancy FlorentinaEl reemplazo parcial de combustibles fósiles por derivados de biomasa ha ganado relevancia recientemente. En este contexto, la conversión de moléculas plataforma en productos químicos de alto valor agregado es una estrategia clave para aprovechar estos recursos. En los últimos años, se han desarrollado tecnologías alternativas, denominadas "biorrefinerías", que permiten producir biocombustibles y aditivos de manera sostenible y económica. El glicerol, subproducto del biodiesel, es reconocido como una de las moléculas plataforma más prometedoras. Cuando reacciona con un alquilcarbonato da lugar al carbonato de glicerol (CG), una molécula valiosa que destaca por sus propiedades excepcionales: biodegradabilidad, baja toxicidad, capacidad de hidratación y bajo punto de inflamación. Estas características están en concordancia con los principios de la química verde y permiten que el CG se utilice como solvente orgánico, así como monómero en la industria de polímeros, en la industria cosmética, entre otros. Durante las últimas décadas, el campo de los materiales catalíticos ha experimentado un creciente interés, especialmente en la síntesis y aplicación de óxidos metálicos mixtos (OMMs). Estos materiales, derivados de sus precursores hidróxidos dobles laminares (HDLs) han demostrado propiedades excepcionales en diversos procesos catalíticos como en las reacciones de transesterificación, por sus características básicas. Estos materiales presentan estructuras que permiten una dispersión homogénea de los metales en su superficie, lo cual maximiza la accesibilidad de los sitios activos. Entre sus aplicaciones más destacadas se encuentran la catálisis heterogénea, donde su estabilidad térmica, resistencia a la sinterización y presencia de abundantes sitios básicos de Lewis los convierten en catalizadores óptimos. Una de las principales ventajas de estos materiales es la posibilidad de ajustar sus propiedades mediante la variación de la composición de sus precursores. Al sintetizar OMM con diferentes combinaciones metálicas, se pueden obtener catalizadores con áreas superficiales más grandes, mayor fortaleza de los sitios activos y una mejor resistencia a la desactivación, lo que los convierte en una opción preferente en la transesterificación y otros procesos industriales clave. Además, su reutilización en ciclos sucesivos de reacción es posible sin pérdida significativa de actividad catalítica. La presente tesis doctoral se llevó a cabo en el Centro de Investigación y Tecnología Química (CITeQ) UTN-CONICET, perteneciente a la Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional Córdoba (UTN-FRC). En este contexto, la investigación se centró en la síntesis de OMMs para su uso como catalizadores heterogéneos en la reacción de transesterificación entre glicerol y carbonatos de alquilo, con el objetivo de producir CG. La tesis se organiza en siete capítulos y dos apéndices, donde se detalla el procedimiento de síntesis de los precursores HDLs, el cual consistió del método de coprecipitación, que es simple, reproducible y de bajo costo. Posteriormente, se obtuvieron los OMMs a partir de estos HDLs por diversos tratamientos térmicos. Además, se presentan las técnicas de caracterización y los principios utilizados para evaluar las propiedades fisicoquímicas, texturales y estructurales de los sólidos. También se discuten las condiciones experimentales bajo las cuales se llevaron a cabo las reacciones de transesterificación, así como el análisis de los materiales tras pruebas de estabilidad, evaluando su rendimiento después de varios ciclos de uso.Item Metodología para la optimización de Layout y síntesis de procesos considerando el riesgo tecnológico(Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Córdoba, 2024) Orellano, Santiago; Scenna, Nicolás J.; Rodríguez, Néstor H.En las últimas tres décadas, la sostenibilidad de los procesos ha cobrado un papel fundamental en la industria química. Esto implica, entre otros aspectos, seguridad operativa y de diseño. A su vez, la necesidad de operar plantas a costos reducidos y con mayor eficiencia, manteniendo altos estándares de seguridad, ha generado un creciente interés en el diseño del layout de las plantas de procesos químicos. El diseño del layout de plantas químicas es un proceso crucial que determina la distribución espacial de los equipos y las estructuras en una planta con sus interconexiones asociadas. Un adecuado diseño del layout exige un eficiente uso del espacio proporcionando un equilibrio entre diversos factores, como los costos, la seguridad y la operabilidad, entre otros. Si bien en las últimas décadas se han propuesto métodos y modelos para optimizar layouts, el problema es complejo y las estrategias actuales se caracterizan por ciertas carencias que limitan su aplicación a casos realistas, especialmente cuando se incorpora la seguridad como un aspecto crucial. Restan superar muchos retos para la masificación de estrategias para la optimización del layout de procesos y de la planta en su totalidad, considerando todas las aristas intervinientes en el problema. Objetivo General Esta tesis tiene como objetivo desarrollar soluciones innovadoras para optimizar el layout de plantas químicas, integrando la seguridad como un elemento fundamental y reduciendo significativamente las prin-cipales deficiencias de los métodos actuales. Los algoritmos y estrategias propuestas buscan reducir la bre-cha existente entre las estrategias utilizadas por los diseñadores experimentados y los modelos matemáticos, que a menudo están sujetos a un elevado número de hipótesis simplificadoras. Por otro lado, las metodologías actuales de diseño de procesos tienden a potenciar la conexión entre las distintas etapas de diseño, buscando la interacción de ingeniería desde las primeras etapas del proceso por-que revertir las decisiones tomadas en etapas tempranas sobre las últimas suele ser costoso. En este con-texto, surge la necesidad de desarrollar metodologías tendientes a acoplar las etapas de diseño, buscando obtener diseños óptimos integralmente. En otras palabras, desarrollar modelos y estrategias de resolución que permitan considerar las etapas iniciales del diseño conceptual; y en lo posible, optimizar simultánea-mente el layout y el diseño de las instalaciones que lo componen. Objetivos Específicos ▪ Desarrollar modelos determinísticos eficientes para optimizar layouts de pequeña escala (menos de 15 unidades) mediante la evaluación de distintas estrategias de modelado disyuntivo (GDP) y de la imple-mentación de distintas reformulaciones a modelos MILP (Mixto Entero Lineales). ▪ Desarrollar metodologías para obtener layouts eficientes en problemas de gran tamaño considerando la limitación de los métodos determinísticos para abordar problemas de gran dimensión. ▪ Desarrollar metodologías y modelos de optimización para obtener diseños eficientes de layouts en múl-tiples niveles simultáneamente, particularmente aplicables a la optimización simultánea del block y el plot layout. ▪ Desarrollar estrategias que permitan incorporar las distintas filosofías de diseño actuales para la consi-deración de la seguridad (Diseño Inherentemente más Seguro -ISD- y Diseño Basado en Riesgos -RBD-). En este contexto, se propone: - Desarrollar estrategias para la generación automática de matrices de distancias de seguridad a partir de métodos basados en el Análisis Cuantitativo de Riesgos (ACR o QRA) considerando el efecto dominó y el daño sobre las personas. - Desarrollar modelos reducidos eficaces para la estimación de distancias de seguridad ante ciertos eventos accidentales, ya que son fundamentales para explicitar el vínculo entre variables críticas para el diseño del layout y simultáneamente de las instalaciones a ubicar en el mismo. ▪ Desarrollar conceptualmente los lazos que vinculan las distintas etapas del diseño de plantas, y obtener modelos adecuados para optimizar diseños de distintas etapas en simultáneo. Particularmente, obtener modelos para la optimización simultánea del block layout y el diseño de las instalaciones relevantes que lo componen (particularmente las zonas de almacenamiento). Si bien individualmente los capítulos representan avances significativos en distintos aspectos de la optimización del layout en sí mismo, un aporte significativo de esta tesis lo constituye la compatibilidad entre éstos y la posibilidad de sistematizar una metodología eficiente y automática para la optimización del layout de plantas químicas considerando el riesgo tecnológico; al igual que el iniciar un camino para el diseño de ciertos componentes críticos del proceso simultáneamente con la optimización del layout. Los desarrollos presentados constituyen un avance notorio en las estrategias para el diseño de plantas químicas actuales, permitiendo la creación de layouts más seguros, eficientes y adaptables a diferentes contextos industriales.Item Modelado, simulación y optimización de reactores discontinuos secuenciales (SBR) con barros activados para la eliminación de carbono, nitrógeno y fósforo de aguas residuales(Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Córdoba, 2024) Santa Cruz, Judith Ailén; Mussati, Miguel C.; Scenna, Nicolás J.En esta tesis se aborda el modelado, la simulación y la optimización de sistemas de reactores discontinuos secuenciales (sequencing batch reactor, SBR) de barros activados, con el fin de eliminar materia carbonosa y nutrientes biológicos (nitrógeno y fósforo) de aguas residuales municipales domiciliarias. Un sistema SBR es un proceso cíclico en el que cada ciclo sigue un patrón de etapas sucesivas inherentemente dinámicas. Las etapas típicas incluyen: llenado con líquido a tratar, reacción (conversión biológica) bajo diferentes condiciones ambientales, sedimentación de sólidos suspendidos, descarga del líquido tratado, purga de sólidos generados en exceso y, eventualmente, espera. Se estudian dos configuraciones de proceso SBR: el sistema convencional, en el que todos los procesos microbiológicos ocurren en un único reactor, y el sistema SBR con nitrificación externa (sistema de dos barros), en el que ciertos procesos microbiológicos ocurren en un reactor y otros ocurren separadamente en un segundo reactor, lo que permite establecer las condiciones ambientales más favorables para el crecimiento de los microorganismos autótrofos, heterótrofos y acumuladores de fósforo que promueven las distintas etapas de conversión. La eliminación biológica simultánea de nitrógeno y fósforo se consigue a través de una secuencia de etapas anaeróbicas, aeróbicas y anóxicas, cuyas duraciones y otras variables, como la edad del lodo, el tiempo total del ciclo y la velocidad de aireación, son críticas para alcanzar los objetivos de tratamiento. La estequiometría y la cinética de reacción de los procesos microbiológicos de barros activados considerados para la eliminación de C y N se describen mediante el Activated Sludge Model N° 3 (ASM3) de IWA, y las correspondientes a la eliminación de P mediante el Bio-P module de EAWAG. Partiendo de los principios de conservación y dadas la naturaleza del proceso investigado y las hipótesis de modelado consideradas, el modelo de sistema SBR que resulta naturalmente consiste en un conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias en el tiempo mezcladas con ecuaciones algebraicas (sistema DAE). Se presentan y discuten los resultados de la simulación dinámica del sistema SBR convencional y del sistema SBR con nitrificación externa. Para estos estudios, los modelos dinámicos de ambos procesos SBR se implementaron en el entorno de lenguaje de alto nivel gPROMS/ModelBuider de Process Systems Enterprise, resolviéndose con el código DASOLV, que se basa en la fórmula de diferenciación hacia atrás (BDF) con orden y paso de integración variables. Se presentan y discuten los resultados de la optimización del sistema SBR convencional. Para este estudio, se discretizó el modelo dinámico diferencial algebraico de cada etapa del proceso SBR mediante el método de colocación ortogonal sobre elementos finitos (OCFEM), para su incorporación a problemas de optimización que consisten íntegramente en sistemas algebraicos; es decir, en modelos de programación matemática del tipo no lineal (NLP). De esta manera, se recurre a un enfoque algebraico para resolver problemas diferenciales. Los problemas NLP resultantes se implementaron en el entorno de modelado y optimización GAMS (General Algebraic Modelling System) y se resolvieron con el algoritmo de búsqueda local CONOPT3, que se basa en el método del gradiente reducido generalizado (GRG). Se presentan problemas de optimización simple objetivo (SOO) en los que la función objetivo utilizada es la minimización del tiempo de ciclo, la minimización del tiempo de retención hidráulica y la minimización del costo total anual de tratamiento, para distintos escenarios. En cada caso, se obtiene como parte del resultado el dimensionamiento óptimo del reactor y la condición óptima de operación.Item Hormigón Autocompactante Coloreado Sustentable: Diseño y Caracterización.(Universidad Tecnológica Nacional., 2024) Verónica, Fernanda Artiga; Positieri, María Josefina; Quintana, María VirginiaLa industria de elaboración de hormigón es responsable de un importante consumo de recursos naturales y de una significativa generación de contaminación ambiental, aunque también proporciona obras que contribuyen a una mejor calidad de vida de las personas. Esta investigación busca contribuir al diseño de hormigones que resulten más amigables con el medio ambiente, siguiendo el camino de la sustentabilidad. El hormigón es el material artificial más utilizado en el mundo, su producción anual ronda los cerca de 10 mil millones de toneladas a nivel mundial. Su uso prevalece sobre otros materiales históricamente importantes como la madera o la piedra en el urbanismo moderno (Bonnet et al., 2019). El cemento es uno de los principales componentes del hormigón; alrededor del 10-12% del volumen de hormigón está ocupado por este componente (Van Oss & Padovani, 2002). Las propiedades hidráulicas superiores del cemento son una ventaja de este material sobre otros materiales de unión, haciendo que sea empleado en la mayoría de los trabajos de construcción. El principal problema medioambiental relacionado con la industria del cemento se genera durante la producción de clínker (Nidheesh & Suresh Kumar, 2019). La elaboración de clínker produce: • Alto consumo de materias primas. La caliza y la arcilla, principales materias primas para el clínker, son recursos naturales abundantes, pero no renovables. De acuerdo con la European Commission (2010) el consumo medio normal de materias primas en 2010 era de 1,52 toneladas por tonelada de clínker producido. Si bien los consumos dependen de la calidad de la materia prima y de las características particulares de los cementos, estos no variaron significativamente con el paso de los años. Un estudio realizado en 2021 por el Grupo de Investigación del Convenio UIS-IDEAM expone los consumos por tonelada de clínker en función de la vía de fabricación; por vía seca el consumo es de 1,41 toneladas de caliza y 0,18 de arcilla mientras que por vía húmeda es de 1,47 toneladas de caliza y 0,21 de arcilla. • Elevado consumo de energía. Una planta de cemento típica consume 110-120 kWh de energía eléctrica y 3.000-6.500 MJ de energía térmica por tonelada de clínker 12 (Mejeoumov 2007, World Business Council for Sustainable Development 2014). Sin embargo, es necesario destacar que la demanda de energía en la producción de clínker ha disminuido significativamente en las últimas décadas, aplicando las mejoras técnicas disponibles para plantas nuevas es posible alcanzar valores de consumo de 2.900 a 3.300 MJ/t de clínker (European Commission, 2010). Por otra parte, de acuerdo con IEA (2023) entre el 2010 y el 2020, la intensidad media de energía térmica del clínker disminuyó un 0,2% anual y desde entonces se ha mantenido relativamente estable en torno a los 3600 MJ/t de clínker. Este descenso se sumó a un aumento de la intensidad eléctrica del sector, que alcanzó en torno a los 100 kWh/t de cemento en 2022. El escenario previsto considera que las intensidades medias de energía térmica y electricidad alcancen menos de 3.400 MJ/t de clínker y 90 kWh/t de cemento, respectivamente, para el año 2030. • Importante emisión de CO2. El cemento es la fuente de aproximadamente el 8% de las emisiones de dióxido de carbono del mundo, según el grupo de expertos Chatham House (Rodgers, 2018). De acuerdo con Pal (2018) la fabricación de cemento aporta alrededor del 7% de las emisiones de CO2 al medio ambiente generadas por el hombre. Estos valores demuestran la magnitud de influencia que tiene la producción de cemento en este aspecto. La industria del cemento se enfrenta a contratiempos de diversa índole; productivos, como la disminución de las materias primas y el agotamiento de las reservas de combustibles fósiles; socioeconómicos, tal como la demanda creciente de hormigones para viviendas, fábricas, etc.; una economía atenuada y los ecológicos, que se relacionan directamente con las amenazas al ecosistema. Este panorama lleva a que en la actualidad y desde hace varias décadas se traten de lograr técnicas sostenibles y más ecológicas en la industria del cemento. Por ejemplo, cada tonelada de Cemento Portland Normal (CPN) genera una cantidad de CO2 proporcional, por lo tanto, se hace foco en el reemplazo de CPN por sustitutos bajos en carbono (Makul, 2020; Maddalena, Roberts, & Hamilton, 2018). Así, son muy deseables los compuestos producidos usando materiales y desechos industriales disponibles localmente que se pueden mezclar con el CPN como sustituto para reducir el consumo de energía y las emisiones de CO2 (Alí & Jang, 2019). En definitiva, el empleo de cemento con alto contenido de adiciones y el aumento en la edad de diseño y en la vida útil de las estructuras, pueden transformar al hormigón en un material más sustentable (Bonavetti V. L., 2004). Por otro lado, es importante tomar en consideración los requerimientos que surgen en la sociedad actual, entre los que se distingue la necesidad de contar con un entorno vivencial más agradable. Una de las maneras de lograrlo es a través de la coloración de los 13 elementos constructivos que vemos a diario. El hormigón gris que conocemos, a pesar de ser funcional y de cumplir con los requerimientos técnicos, ciertamente puede no contribuir demasiado a la belleza del entorno. Esto ha conducido a la aparición del Hormigón Coloreado (HC). Las virtudes del HC en combinación con el Hormigón Autocompactante (HAC) abren nuevos campos de aplicación al hormigón, sumando a los beneficios en los aspectos estéticos las ventajas de fluidez y capacidad de llenado. El desarrollo del Hormigón Autocompactante Coloreado (HAC-C) se presenta como una alternativa de construcción fuera de lo tradicional, que puede resultar más económica como solución de terminación de superficies. Por todo lo expuesto, esta tesis propone la incorporación de desecho de perlita cruda como adición en el HAC-C, buscado disminuir el consumo de cemento, contribuyendo de esta manera a disminuir la contaminación ambiental originada durante la producción de clínker de cemento Portland y a contribuir con un entorno vivencial más agradable.Item Desarrollo tecnológico de panel multicapa a partir de residuos lignocelulósicos bio ligados con micelio de hongos(2024-12-06) Fernández, Natalia Evelin; Gaggino, Rosana; Positieri, Maria JosefinaLas crisis sanitarias recientes han llegado junto a otras problemáticas interconectadas entre sí: ambientales, económicas, políticas, ecológicas, energéticas y sociales. En la era del Capitaloceno, comienza a evidenciarse en la composición física del planeta Tierra el impacto del modelo de consumo actual de los humanos sobre los ecosistemas. Situados en este contexto, signado por la contaminación, el cambio climático y el agotamiento de las reservas fósiles, resulta impostergable la búsqueda de soluciones para mejorar las prácticas y materiales sobre los cuales se erigen nuestras ciudades. En Argentina, alrededor de 107 toneladas anuales de residuos lignocelulósicos industriales son enterrados, quemados, o acumulados a cielo abierto junto a plásticos de origen fósil que son dificilmente biodegradables. Las consecuencias del modelo productivo actual invitan a reflexionar acerca de nuevas materialidades, que apunten a construir hábitats más saludables. Es importante también, impulsar el debate acerca del desarrollo de tecnologías a favor del sostenimiento de la vida. En este sentido, los materiales biobasados creados mediante el cultivo de microorganismos fúngicos que forman micelio como aglomerante sobre residuos, pueden constituir una solución al problema de los plásticos. En este proceso los flujos de residuos orgánicos, como los residuos agrícolas y urbanos, se valorizan, mientras que el micomaterial cultivado es biodegradable al final de su ciclo de vida; un proceso alineado con el espíritu de la economía circular. A pesar de esta promesa, las características de estos materiales han permanecido en su mayor parte, inexploradas. En parte por desconocimiento, o debido a la mala prensa que han tenido históricamente los hongos como propagadores de enfermedades o culpables de intoxicaciones en humanos. Este trabajo propone realizar un aporte pragmático en el desarrollo de un material biobasado y biodegradable a partir de residuos lignocelulósicos locales bioligados con micelio, como una alternativa para el reemplazo de plásticos que actualmente se utilizan en la construcción con fines de aislación térmica. La interacción entre los hongos y sus sustratos y las propiedades de los materiales resultantes tienen una estrecha relación con las condiciones ambientales, las cepas utilizadas y los residuos seleccionados. Además, se ha incorporado residuos orgánicos con aceites esenciales para el estudio de bio repelencia frente a insectos, con el objetivo de mejorar la salubridad de las construcciones. Esta investigación híbrida y transdisciplinar también es resultado de muchas interacciones conceptuales y epistémicas, y está guiada por la motivación personal de explorar las posibilidades de crecimiento y fabricación de materiales de micelio desde la perspectiva de la biología al servicio del hábitat sostenible, la ingeniería de materiales, el ecofeminismo y la arquitectura.