UTN-FRC - Producción Académica de Posgradohttp://hdl.handle.net/20.500.12272/19342024-03-29T14:34:18Z2024-03-29T14:34:18ZDesarrollo de metodología NIRS para la evaluación cuantitativa y cualitativa de fibras especiales de origen animalhttp://hdl.handle.net/20.500.12272/84642023-09-25T20:47:20Z2023-01-01T00:00:00ZDesarrollo de metodología NIRS para la evaluación cuantitativa y cualitativa de fibras especiales de origen animal
Las fibras, hilados y tejidos de llama y vicuña resultan fundamentales para la
sostenibilidad ambiental, económica y cultural de la puna catamarqueña. Adicionalmente,
el aumento de la demanda de estos productos hace necesario disponer de información con
mayor detalle sobre el material ofrecido, así como verificar y asegurar su calidad y
autenticidad. Las técnicas tradicionales de análisis son lentas, costosas, limitadas en cuanto
al número de variables que evalúan y generan efectos negativos en el ambiente. En este
sentido, esta tesis tiene como objetivo evaluar el potencial de la Espectroscopía en el
Infrarrojo Cercano (NIRS, por sus siglas en inglés Near Infrared Spectroscopy) para el
diagnóstico de calidad y autenticidad de fibras, hilados y confecciones de llama y vicuña.
Para ello, en primer lugar, se llevaron a cabo ensayos para la optimización de los
parámetros de adquisición de espectros NIR. Seguidamente, se evaluó la capacidad
predictiva de modelos cuantitativos para determinar parámetros de calidad de fibras de
llama y vicuña. Finalmente, se desarrollaron modelos discriminantes para la clasificación
entre fibras, hilados y tejidos de distintos orígenes y la identificación de la composición de
muestras confeccionadas como mezclas de materiales naturales. Se aplicaron métodos de
preprocesamiento espectral y diferentes algoritmos de regresión y clasificación.
Los modelos predictivos relacionados con la cuantificación de parámetros de calidad en
fibras de llama tuvieron mejor desempeño que los de vicuña. En muestras de llama, para la
Finura Media, mostraron una adecuada capacidad de estimación, siendo esta menos
satisfactoria para Factor de Confort y Medulación. En las de vicuña, se logró estimar la
Finura Media solo con modelos de limitado desempeño. Los resultados asociados a los
modelos discriminantes fueron muy satisfactorios tanto para clasificar entre materiales
textiles de distintos orígenes, como para identificar la composición de fibras, hilados y
tejidos de llama y vicuña, en mezclas con otras fibras naturales.
Los resultados de esta tesis permiten concluir que es posible emplear la tecnología NIRS
para el diagnóstico de calidad y autenticidad de fibras, hilados y tejidos de las especies
evaluadas, como metodología alternativa a los análisis tradicionales. De esta manera,
dicha tecnología se constituye como una herramienta que puede contribuir al desarrollo
del sector textil de camélidos en Argentina.
Palabras Clave: Fibras Textiles, Llama, Vicuña, Espectroscopía Infrarrojo Cercano, NIRS
2023-01-01T00:00:00ZCo-pirólisis de biomasa lignocelulósica con residuos plásticos para producir biocombustibles sustentableshttp://hdl.handle.net/20.500.12272/83862023-09-25T20:53:29Z2023-01-01T00:00:00ZCo-pirólisis de biomasa lignocelulósica con residuos plásticos para producir biocombustibles sustentables
El aumento de la demanda de energía, la variabilidad de los precios de combustibles
derivados del petróleo, los problemas medioambientales que se derivan de su utilización y su
tasa de agotamiento de magnitud mayor a su ciclo de regeneración, resultan en una
profundización de la exploración de materias primas alternativas y el reemplazo de los
combustibles tradicionales.
La actividad agropecuaria, una de las principales bases de la economía de Argentina,
genera grandes volúmenes de residuos de biomasa lignocelulósica, materia prima prometedora
para la producción de biocombustibles. Por ejemplo, la descomposición térmica de cáscara de
maní produce rotura de enlaces liberando energía y obteniéndose productos finales de alto valor
añadido. Sin embargo, debido a su estructura compleja, estos productos poseen un alto
contenido de oxígeno, alto pH y bajo poder calorífico para su uso como combustibles; hecho
que fuerza a encontrar alternativas que mejoren estas características. Una posibilidad para
mejorar esta situación, es el agregado de co-reactivos que ayuden a bajar el contenido de
oxígeno proporcionando átomos de hidrógeno. Entre las mejores opciones de co-alimentación
podemos encontrar a la familia de los plásticos por sus largas cadenas ricas en carbono e
hidrógeno. Además, la posibilidad de utilizar residuos plásticos contribuye a dar solución a la
problemática de la disposición y tratamiento de este tipo de desechos.
La presente investigación se orienta a valorizar dos fuentes de residuos, como son los
desechos de biomasa lignocelulósica y los plásticos vertidos como basura, convirtiéndolos en
productos de gran interés en las industrias e inclusive como fuentes de energías alternativas a
los hidrocarburos fósiles. El objetivo se centra en la mejora de las características de los
combustibles líquidos y gaseosos obtenidos mediante co-alimentación. Además, se analiza el
uso de materiales catalíticos como medios que permiten mejorar el proceso de desoxigenación.
El presente resumen tiene por objeto informar al lector sobre los contenidos
desarrollados en esta Tesis. La misma está compuesta de 8 capítulos que se detallan a
continuación.
En el Capítulo 1 se presenta la Introducción, donde se describe la problemática actual
respecto de la producción de energía, sus fuentes renovables y no renovables. Se habla de la
problemática de los residuos lignocelulósicos y plásticos; se da un resumen de las alternativas
termoquímicas de su valorización, y se detallan los productos obtenidos en el proceso de
pirólisis. Además, se introducen conceptos teóricos acerca de los materiales empleados como
vi
catalizadores heterogéneos. Se presentan las características y propiedades fisicoquímicas y
estructurales de los mismos.
En el Capítulo 2 se presentan los objetivos generales y específicos propuestos para
desarrollar en el transcurso del presente estudio de investigación.
El Capítulo 3 presenta la caracterización de las materias primas utilizadas en esta
investigación, para ello se detalla la metodología utilizada y los resultados obtenidos con
diversas técnicas; tales como, Análisis Proximal, Análisis Elemental, Poder Calorífico Superior,
Análisis Termogravimétrico, entre otras.
En el Capítulo 4 se realiza el estudio de la co-pirólisis térmica de la cáscara de maní con
el polietileno de baja densidad. En este capítulo se realiza un diseño de experimento que
determina las variables en sus valores óptimos para llevar a cabo la investigación. A
continuación, se caracterizan las tres fracciones de productos obtenidas (líquidos, gases y
sólidos).
El Capítulo 5 detalla la co-pirólisis catalítica. Por un lado, se describe la metodología
empleada para la síntesis, modificación y caracterización de las zeolitas empleadas. Por otro, se
analizan los resultados obtenidos con el uso de una zeolita sintética de estructura ZSM-11 y con
el uso de una zeolita natural del tipo Clinoptilolita.
El Capítulo 6 presenta el estudio cinético de la co-pirólisis de cáscara de maní con
polietileno de baja densidad. A continuación, se analiza el mecanismo de obtención de
productos aromáticos a partir de compuestos fenólicos de dicho proceso.
En el Capítulo 7 se presenta un estudio de la valorización de residuos industriales
generados en el proceso de reciclado de cartón. Para ello, se analizan los productos líquidos y
gaseosos como alternativas para su uso como combustibles dentro de las empresas que los
generan.
Finalmente, en el Capítulo 8 se presentan las Conclusiones generales de esta Tesis y el
Capítulo 9 cuenta los proyectos de transferencia que se ha logrado con la presente tesis, en lo
que se está trabajando actualmente y las proyecciones futuras.
2023-01-01T00:00:00ZFabricación de componentes constructivos con la fracción plástica de residuos provenientes de reciclado de RAEEhttp://hdl.handle.net/20.500.12272/82192023-06-30T16:15:26Z2023-01-01T00:00:00ZFabricación de componentes constructivos con la fracción plástica de residuos provenientes de reciclado de RAEE
Hoy en día, la problemática de los residuos genera gran preocupación y sobre todo requiere de acciones
desde distintos ámbitos. Los residuos han provocado daños irreversibles en el ambiente que impactan
directamente en las personas y demás seres vivos. Calentamiento global, incremento del diámetro del
agujero en la capa de ozono, sequías, incendios forestales, derretimiento de los glaciares son algunas de
las problemáticas que escuchamos casi a diario.
Uno de los residuos que más daño genera y que más se ha incrementado en las últimas décadas es el de
los provenientes de los Aparatos Eléctricos y Electrónicos o bien, RAEEs. Esta corriente de residuos
presenta contaminantes que, en contacto con la tierra o el agua se trasladan hasta llegar al contacto con
seres vivos y causando graves problemas de salud.
En esta tesis se hace hincapié en la fracción plástica de los RAEES (FPR). La FPR se forma por las carcasas
de plástico que se desprenden del residuo y que son muy difíciles de reciclar, reusar o reinsertan en un
proceso productivo debido a que se encuentran contaminadas con metales pesados o retardantes de
llama bromados, producto de haber estado durante si vida útil en contacto con el aparato. El resto del
aparato, es decir toda su parte electrónica interna, hoy en día ha encontrado su corriente de reciclado en
la minería urbana y re uso de partes con buen funcionamiento.
El objetivo de este estudio es lograr un reciclado seguro y eficiente de esta FPR para evitar así su
desperdicio y lograr inserción en un ciclo productivo, el de la construcción. Se desarrolló un sistema que
permite encapsular la partícula para retener químicamente en su matriz los contaminantes y con este se
desarrolló un agregado para morteros que a la vez presenta una forma de producción sencilla y
económica que puede ser llevada a cabo sin conocimientos técnicos específicos, grandes inversiones de
capital o necesidad de infraestructura compleja o de gran porte.
En virtud de lo investigado, es posible neutralizar los contaminantes tanto metálicos como orgánicos
mediante un sistema sencillo de encapsulado con cemento y aditivos. Con este procedimiento se logra
generar un agregado apto para morteros y construcciones en general que presenta propiedades
mecánicas aptas para tal fin.
Finalmente se desarrollan propuestas de componentes constructivos y su respectivo proceso de
producción y un análisis de ciclo de vida que permitió determinar su elegibilidad frente a otras alternativas.; Nowadays, the problem of waste generates great concern and above all requires actions from different
areas. The waste has caused irreversible damage to the environment that directly impacts people and
other living beings. Global warming, increasing the diameter of the hole in the ozone layer, droughts,
forest fires, melting glaciers are some of the problems we hear almost daily.
One of the wastes that generates the most damage and that has increased the most in recent decades is
that of those from Electrical and Electronic Equipment or WEEEs. This stream of waste presents
contaminants that, in contact with land or water, are transferred until they reach contact with living
beings and causing serious health problems.
This thesis emphasizes the plastic fraction of RAEES (FPR). The FPR is formed by the plastic housings that
are detached from the waste and that are very difficult to recycle, reuse or reinsert in a production
process because they are contaminated with heavy metals or brominated flame retardants, product of
having been during its useful life in contact with the device. The rest of the device, that is, all its internal
electronic part, today has found its current of recycling in urban mining and reuse of parts with good
functioning.
The objective of this study is to achieve a safe and efficient recycling of this RPF to avoid its waste and
achieve insertion in a productive cycle, that of construction. A system was developed that allows
encapsulating the particle to chemically retain contaminants in its matrix and with this an aggregate for
mortars was developed that at the same time presents a simple and economical form of production that
can be carried out without specific technical knowledge, large capital investments or the need for
complex or large infrastructure.
By virtue of the research, it is possible to neutralize both metallic and organic contaminants by means of
a simple encapsulation system with cement and additives. With this procedure it is possible to generate
an aggregate suitable for mortars and constructions in general that has mechanical properties suitable
for this purpose.
Finally, proposals for construction components and their respective production process and a life cycle
analysis are developed that allowed to determine their eligibility against other alternatives.
2023-01-01T00:00:00ZDegradación de contaminantes emergentes presentes en efluentes acuosos, empleando catalizadores tipo ferritashttp://hdl.handle.net/20.500.12272/82172023-09-25T20:49:56Z2023-01-01T00:00:00ZDegradación de contaminantes emergentes presentes en efluentes acuosos, empleando catalizadores tipo ferritas
En las últimas décadas, se viene registrando un incremento de la presencia de
contaminantes emergentes en aguas residuales y efluentes industriales. Distintas
técnicas de remediación han sido y siguen siendo utilizadas para el tratamiento de estas
aguas contaminadas. Sin embargo, muchas de ellas no presentan la capacidad de
eliminarlos, es por ello que el desarrollo de tecnologías eficientes y de bajo costo se ha
convertido en un verdadero desafío. Entre estas tecnologías se destacan los procesos
avanzados de oxidación como una opción prometedora, en especial combinados con la
catálisis heterogénea. Estos procesos se basan en la generación de especies radicalarias
de elevado poder oxidante, capaces de atacar a las moléculas de los contaminantes y
destruirlas. Los óxidos de hierro por su parte, han sido ampliamente estudiados como
catalizadores para dichos sistemas. Con esta premisa, la presente tesis doctoral se enfoca
al desarrollo de materiales sólidos nanoestructurados, ferritas espinelas, para ser
utilizados como catalizadores en procesos avanzados de oxidación aplicados a la
degradación de contaminantes emergentes, en particular compuestos farmacéuticos y
matrices polifenólicas, presentes en efluentes industriales y aguas residuales.
Se sintetizaron tres series de ferritas con estructuras tipo espinelas obtenidas
siguiendo la ruta de Pechini. Se estudiaron sus propiedades texturales y fisicoquímicas
empleando múltiples técnicas de caracterización.
Los catalizadores obtenidos fueron evaluados en la degradación de los
compuestos farmacéuticos diclofenac sódico y carbamazepina empleando una amplia
gama de condiciones experimentales. Además, el material que mostró la mejor
performance fue testeado con un efluente real proveniente de la industria olivícola. Se
presentan los resultados preliminares obtenidos para este proceso
Se correlacionó la actividad catalítica observada en los materiales con las
propiedades físicoquímicas y estructurales estudiadas. Así, se pudo profundizar el
conocimiento en el campo de los materiales nanoestructurados, particularmente las
ferritas con estructura tipo espinelas, las cuales presentaron resultados prometedores
con grandes perspectivas de aplicación en el tratamiento de aguas residuales que contengan contaminantes emergentes empleando sistemas que involucren procesos
avanzados de oxidación.
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