CINDECA
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El Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas “Dr. Jorge J. Ronco” (CINDECA) es un Centro de Investigación que realiza investigación básica y aplicada de excelencia, con desarrollos tecnológicos al servicio de la innovación, la producción y el trabajo en armonía con el medio ambiente, forma recursos humanos de calidad en las áreas de Catálisis y Ciencias Aplicadas, para contribuir dar las respuestas que demanda el desarrollo socio-económico de nuestro país, con la participación de personal altamente calificado, el uso de tecnologías de avanzada, la colaboración con instituciones nacionales y extranjeras y la vinculación con los diferentes sectores de la sociedad.
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Acceso Abierto Aplicación del biopolímero quitosano para la coagulación/floculación de efluentes emulsionados de petróleo(2020) Pérez-Calderón, John; Santos, María Victoria; Zaritzky, Noemi ElisabetLos efluentes producidos por las refinerías de petróleo generan emulsiones estables petróleo/agua. Estos son tratados con diferentes técnicas, la más frecuente es la coagulación/floculación (C/F) en la cual los efluentes se desestabilizan por el agregado de coagulantes como las poliacrilamidas, cuya desventaja radica en que los productos derivados de su hidrólisis son tóxicos para la salud humana. Respondiendo a estos problemas el uso de biopolímeros que puedan desestabilizar estas emulsiones resulta una alternativa atractiva y eco-compatible. El Quitosano (QS) es un polisacárido lineal que se obtiene de desechos de la industria pesquera. Es un biopolímero no-tóxico, biodegradable y presenta grupos amino libres confiriéndole carácter de polielectrolito catiónico, capaz de generar la C/F. En este trabajo se estudió la acción del QS para la clarificación de efluentes petróleo/agua donde la emulsión presentaba estabilidad debido al efecto de un tensioactivo aniónico (dodecil sulfato de sodio, SDS). Utilizando la metodología de superficie de respuesta (MSR) con un diseño central compuesto rotable (DCCR) se determinaron las condiciones óptimas de desestabilización en función de la concentración de QS y SDS. En el caso donde la concentración inicial de crudo fue 1.47g/L la dosis óptima de QS y SDS predicha por el modelo fue 0.46 y 0.57g/L, respectivamente; dicho resultado fue validado experimentalmente. El proceso de C/F ocurre en menos de 3 horas logrando una excelente clarificación del efluente (turbidez residual <6 % con una remoción de hidrocarburos cercana al 98.61%). Asimismo, un 66% del volumen total tratado corresponde efluente clarificado. Los resultados obtenidos indican que el QS es un potente agente desestabilizador de acción rápida y una opción sustentable para el tratamiento de efluentes. - Artículo
Acceso Abierto Backscattered electron images, X-ray maps and Monte Carlo simulations applied to the study of plagioclase composition in volcanic rocks(2013) Galván Josa, V.; Fracchia, D.; Castellano, G.; Crespo, E.; Kang, Kyun Won; Bonetto, RitaZoning patterns in plagioclases are related to abrupt changes in the anorthite content along the crystal growing direction. Accurate characterization of these patterns by electron microprobe is useful to identify magma chamber processes such as recharge, mingling and whole-chamber overturn events. In this work, a new procedure to obtain high resolution quantitative maps of anorthite concentration in single plagioclase crystals is developed. The methodology consists in performing a calibration of backscattered electron images using quantitative X-ray maps. The ultimate resolution of charac- teristic X-rays and backscattered electron signals is studied by Monte Carlo simulation. The method is applied to characterize the chemical composition of a volcanic plagioclase from the Cerro Vilama, Argentina. The results obtained are more precise than the values given by the methods commonly used in the study of plagioclase composition, i.e. the classical profiling by electron microprobe point analysis or the modern backscattered electron image calibration by means of quantitative energy or wavelength dispersive X-ray analysis at a few selected points. - Documento de conferencia
Acceso Abierto Caracterización química y espectroscópica de material particulado en aire extramuros en la ciudad de La Plata y alrededores(2017) Giuliani, Daniela; Orte, Marcos; Martins, Enrique; Matamoros, Natalia; Colman, Jorge; Porta, AndrésEste trabajo se centra en la caracterización química y espectroscópica de material particulado (MP10 y MP2.5) en la ciudad de La Plata y alrededores, que cuenta con alto tránsito vehicular y un polo petroquímico cercano, diferenciando tres zonas: residencial, urbano e industrial. Se analizó su contenido en metales pesados (Cd, Cr, Cu, Mn, Ni y Pb) y se realizó un análisis morfológico del MP mediante microscopía electrónica de barrido (SEM-EDS). Los niveles de MP evidencian mayores valores tanto para MP2.5 como para MP10 en la zona industrial, seguida por la zona urbana y por último por la zona residencial. Respecto a los metales se confirma la presencia de los metales Cr, Cu, Mn y Pb en ambas fracciones de MP y para las distintas zonas de estudio, con valores de concentración desde 0.0003 μg/m3 hasta 0.0491 μg/m3. Mediante la técnica SEM-EDS los resultados obtenidos muestran partículas mayoritariamente ricas en elementos como Si, C y O, y en menor medida en Al, Ca, Na, N y con presencia de partículas de morfología relacionadas al tráfico vehicular. - Artículo
Embargado Carbon-supported metal-modified lacunary tungstosilicic polyoxometallates used as catalysts in the selective oxidation of sulfides(2015) Frenzel, Romina; Sathicq, Ángel G.; Blanco, Mirta Noemí; Romanelli, Gustavo; Pizzio, Luis RenéLacunary tungstosilicic polyoxometallates modified with transition metal ions [SiW11O39M(H2O)]6−, where M=Mn2+, Fe2+, Co2+or Cu2+, were synthesized and supported on activated carbon to obtain the SiW11MC catalysts. The samples were characterized by FT-IR, XRD, N2 adsorption–desorption measurements, and the acidic properties were determined using the isopropanol dehydration test reaction. The activity and selectivity of the catalysts were evaluated in the selective oxidation of a series of sulfides to sulfoxides or sulfone. The reaction was carried out in acetonitrile as solvent using H2O2 35% p/V as a clean oxidant. The conversion values decreased in the following order: SiW11MnC> SiW11FeC > SiW11CuC > SiW11CoC. The catalysts were reused without appreciable loss of their catalytic activity. It was found that the activity of the catalysts decreases in parallel with the increment in the reduction temperature values. The most easily reducible catalyst displayed the highest conversion values. We found a convenient and selective procedure for oxidizing sulfides to sulfoxides or sulfones using aqueous hydrogen peroxide and a catalytic amount of lacunary tungstosilicic polyoxometallates supported on carbon at low temperatures (20–50 ◦C) in a reasonably short reaction time. - Documento de conferencia
Acceso Abierto Cinética de la hidrogenación catalítica selectiva de 1-butino y 1,3-butadieno en presencia de n-butenos(2011) Alves, Javier Alberto; Bressa, Sergio Patricio; Martínez, Osvaldo Miguel; Barreto, Guillermo FernandoEl objetivo del presente trabajo es ajustar parámetros cinéticos que no habían podido ser evaluados anteriormente, específicamente energías de activación y una constante de adsorción del BY. Con este fin, se amplía el rango de condiciones de trabajo, a través de ensayos realizados a distintos niveles de temperatura y de mezclas reactivas en las que están presentes desde el inicio de la reacción el BY y el BD, no analizados previamente - Artículo
Acceso Abierto Dynamic laser speckle technique as an alternative tool to determine hygroscopic capacity and specific surface area of microporous zeolites(2018) Mojica Sepúlveda, Ruth Dary; Mendoza Herrera, Luis Joaquín; Grumel, Eduardo Emilio; Soria, Delia Beatriz; Cabello, Carmen Inés; Trivi, Marcelo RicardoAdsorption phenomena have several technological applications such as desiccants, catalysts, sep- aration of gases, etc. Their uses depend on the textural properties of the solid adsorbent and the type of the adsorbed liquid or gas. Therefore, it is important to determine these properties. The most common measurement methods are physicochemical based on adsorption of N2 to determine the surface area and the distribution of pores size. However these techniques present certain limi- tations for microporous materials. In this paper we propose the use of the Dynamic Laser Speckle (DLS) technique to measure the hygroscopic capacity of a microporous natural zeolite and their modi ed forms. This new approach based on the adsorption of water by solids allows determine their speci c surface area (S). To test the DLS results, we compared the obtained S values to those calculated by di erent conventional isotherms using the N2 adsorption-desorption method. - Artículo
Acceso Abierto Efficient deprotection of phenol methoxymethyl ethers using a solid acid catalyst with Wells-Dawson structure(MDPI (Multidisciplinary Digital Publishing Institute), 2001) Romanelli, Gustavo; Autino, Juan Carlos; Baronetti, Graciela T.; Thomas, HoracioDeprotection of various phenols from their respective methoxymethyl ethers using an heteropolyacid catalyst was studied. The catalyst was the Wells-Dawson heteropolyacid, used both in bulk or supported on silica. Yields were high to quantitative after less than one hour reaction time and the catalyst was easily recoverable and reusable. - Comunicacion
Acceso Abierto Encapsulación de compuestos biocidas en materiales silíceos mesoporosos(2015) Mardones, Lucas; Legnoverde, María Soledad; Basaldella, Elena IsabelSe llevó a cabo la síntesis de materiales silíceos mesoporosos con diferentes grados de ordenamiento (SBA-15, MCF). Se estudió su uso como matrices estabilizadoras de un biocida comercial. Mediante adsorción/desorción de N2 y FTIR se determinó la variación del volumen de poros y superficie específica de las matrices silíceas ocasionada por la adsorción del biocida y la no alteración estructural del mismo cuando se encuentra adsorbido. La actividad antifúngica frente a Aspergillus Niger fue evaluada mediante la determinación de la concentración mínima inhibitoria. Los materiales tipo MCF incorporan un mayor porcentaje de adsorbato, mientras que el biocida incorporado en las sílices ordenadas SBA-15 posee mejor comportamiento antifúngico. - Tesis de doctorado
Acceso Abierto Fenómenos de transporte y reacción química en lechos fijos. Influencia de la forma del relleno catalítico(2015) Taulamet, María JoséEl modelado, la simulación y el cambio de escala de los lechos rellenos catalíticos requiere no sólo conocer el sistema de reacciones involucrado y sus correspondientes parámetros cinéticos, sino que además resulta necesario disponer de herramientas que permitan evaluar adecuadamente los fenómenos de transporte; tanto a escala del catalizador, donde se produce la difusión con simultanea reacción química,como a escala del lecho relleno, donde se produce el transporte de materia y de energía, por ejemplo en el caso de transferencia de calor en lechos rellenos con flujo bifásico. Existen variados ejemplos en los cuales los aspectos mencionados juegan un rol importante en el desempeño global del reactor, por lo que su correcta evaluación es de crucial importancia. En el estudio de los lechos de partículas, dada la simplicidad de la geometría esférica y por tratarse de un sistema unidimensional, es abundante la información sobre estructuras de los lechos y evaluación de fenómenos de transporte para esta geometría. Sin embargo, es muy frecuente el empleo de otras formas de pastillas de catalizador, como extrudados, multilobulares o diferentes tipos de anillos,ya que suelen tener importantes ventajas respecto a las esferas. Cuando se analiza la información bibliográfica, se aprecia que existe una clara falencia para la evaluación del comportamiento de lechos con partículas no esféricas. En este contexto se planteó el objetivo de la presente Tesis. El objetivo general planteado es el estudio de la incidencia de la forma de las pastillas catalíticas sobre el fenómeno de reacción-difusión en el interior de las mismas y sobre el transporte de energía, a escala del lecho relleno. Como objetivos específicos se pretende, por un lado, extender la aplicación de modelos geométricos unidimensionales para evaluar la velocidad de reacción efectiva en catalizadores sólidos de forma arbitraria estableciendo límites de aplicabilidad de los mismos con respecto a la conjunción de la forma del catalizador y expresiones cinéticas, para una única reacción y sistemas de reacciones múltiples. Adicionalmentese propone elaborar correlaciones para predecir la velocidad de transferenciade calor en lechos rellenos con flujo bifásico para distintas formas depastilla, a partir de la realización de un programa experimental. - Artículo
Acceso Abierto Hydro-Adsorption Study by Dynamic Laser Speckle of Natural Zeolite for Adsorbent and Fertilizer Applications(2016) Mojica Sepúlveda, Ruth Dary; Mendoza Herrera, Luis Joaquín; Agosto, María Florencia; Grumel, Eduardo Emilio; Soria, Delia Beatriz; Cabello, Carmen Inés; Trivi, Marcelo RicardoThe dynamic behavior caused by hydro-adsorption process of materials based on a rich mineral clinoptilolite together with their acidic, basic and calcinated forms has been studied by the dynamic laser speckle (DLS) technique. We propose a modified Peleg’s equation to improve fitting of DLS data. Textural (BET), structural (XRD) and spectroscopic (FTIR) properties were also studied and compared. We demonstrated that DLS was the most sensitive, simple and inexpensive method for comparing the performance of adsorptive materials with slightly modified surfaces. It also allowed the correlation with physicochemical properties. - Artículo
Acceso Abierto Hydrothermal Stability of Ru/SiO2–C: A Promising Catalyst for Biomass Processing through Liquid-Phase Reactions(MDPI (Multidisciplinary Digital Publishing Institute), 2017) Gatti, Martín N.; Lombardi, María Bárbara; Gazzoli, Delia; Santori, Gerardo Fabián; Pompeo, Francisco; Nichio, Nora N.In this work, structural and morphological properties of SiO2–C composite material to be used as support for catalysts in the conversion of biomass-derived oxygenated hydrocarbons, such as glycerol, were investigated in liquid water under various temperatures conditions. The results show that this material does not lose surface area, and the hot liquid water does not generate changes in the structure. Neither change in relative concentrations of oxygen functional groups nor in Si/C ratio due to hydrothermal treatment was revealed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis. Raman analysis showed that the material is made of a disordered graphitic structure in an amorphous silica matrix, which remains stable after hydrothermal treatment. Results of the hydrogenolysis of glycerol using a Ru/SiO2–C catalyst indicate that the support gives more stability to the active phase than a Ru/SiO2 consisting of commercial silica. - Parte de libro
Acceso Abierto Niveles de contaminación en aire y agua(2020) Colman, Jorge; Sambeth, Jorge EnriqueEn el marco del proyecto PIO UNLP-CONICET, “Estrategias para la Gestión Integral del Territorio. Vulnerabilidades y Procesos de Intervención y Transformación con Inteligencia Territorial. Métodos y técnicas científicas ambientales, sociales y espaciales: Dos, casos en el Gran La Plata”, durante el periodo 2014-2016 se procedió a monitorear la calidad del aire y el agua en las zonas de estudio (Gran La Plata). Para la caracterización de la calidad del aire de la región se realizaron monitoreos de compuestos orgánicos volátiles (COVs) y material particulado, especialmente en partículas menores a 10 micrones (MP10) y partículas menores a 2.5 micrones (MP2.5), a su vez se analizaron contaminantes asociados al material particulado, tales como Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAPs) y metales. Respecto a la calidad del agua (y sedimentos) superficial analizada, se procedió a determinar el contenido de metales presentes. Específicamente dentro del área del Gran La Plata se estudiaron las zonas (Figura 3) que involucran la cuenca del arroyo Maldonado, en Arana, San Lorenzo, Villa Elvira y El Carmen, así como la Cuenca del Arroyo Zoológico y sus derivaciones hacia los Canales del Puerto, incluyendo al área de influencia de la Refinería YPF y el Polo Petroquímico en El Dique, Villa Arguello, Villa Nueva, Berisso Centro, Ensenada Centro y Barrio Mosconi o YPF. - Artículo
Acceso Abierto A novel one-dimensional model to predict fin efficiency of continuous fin-tube heat exchangers(2019) Suárez, Felipe; Keegan, Sergio D.; Mariani, Néstor Javier; Barreto, Guillermo FernandoThe objective of this contribution is to present a novel one-dimensional (1D) model to predict the heat transfer rate from (or to) continuous fin-and-tube heat exchangers. In this model, called two equivalent radial fins (1D-TERF), it is proposed to represent the thermal behavior of the continuous two dimensional (2D) fin by employing two thermally independent sections of radial fins, while keeping the total surface area of the actual fin and the outer perimeter of the tube. The two geometrical free parameters of the model are obtained by matching the two first terms of the series describing the actual fin efficiency at low values of the modulus, . It is demonstrated that the 1D-TERF model with this criterion allows estimating the fin efficiency with a higher level of precision than any other literature alternative (as the radial equivalent fin model and the sector method) over a wide range of conditions (i.e., values of between 0 and infinity) for circular tubes with in-line and staggered layouts in an extensive range of geometric ratios. - Resumen
Acceso Abierto Nuevos materiales magnéticos basados en heteropoliácidos tipo Keggin y su aplicación en reacciones de esterificación del ácido levulínico para valorización de residuos de biomasa(2018) Escobar Caicedo, Angélica M.; Blanco, Mirta Noemí; Martínez Zambrano, José J.; Cubillos Lobo, Jairo A.; Pizzio, Luis René; Romanelli, GustavoEste trabajo se encuentra dirigido a valorizar residuos de biomasa, mediante catálisis heterogénea a través del estudio de un nuevos material sólido basado en ácido tungstofosfórico (TPA), un heteropoliácido tipo Keggin, inmovilizado sobre materiales magnéticos recubiertos con sílice mesoporosa sintetizados vía sol-gel, y su aplicación en reacciones de esterificación para la obtención de compuestos de alto valor agregado derivados de biomasa. La actividad catalítica se estudió en la síntesis de levulinato de n-butilo a partir de ácido levulínico y nbutanol, producto de gran importancia por sus usos, como fragancia o como aditivo en gasolina y biodiesel, entre otros. - Artículo
Embargado One-pot synthesis of ferrocenyl-pyrimidones using a recyclable molibdosilicic H4SiMo12O40 heteropolyacid(Springer International Publishing, 2016) Jios, Jorge; Metzler-Nolte, Nils; Vázquez, Patricia Graciela; Romanelli, GustavoA series of ferrocene-containing dihydropyrimidines (DHPs) were prepared by the one-pot Biginelli reaction of formylferrocene, 1,3-dicarbonyl component and urea/thiourea. The reaction was catalyzed by a commercial Keggin heteropolyacid (H4SiMo12O40) as a safe, clean and recyclable catalyst. Three different synthetic protocols were examined in order to improve the yields of the reaction and to elucidate its mechanism. Intermediates of the competitive Knoevenagel reaction were also isolated. The methodology is operationally simple and provides access to highly substituted dihydropyrimidines containing ferrocene in very good yields. The catalyst can be used and recycled without appreciable loss of the catalytic activity. - Artículo
Acceso Abierto Phosphorus as a promoter of a nickel catalyst to obtain 1-phenylethanol from chemoselective hydrogenation of acetophenone(2019) Costa, Dolly Carolina; Soldati, Analía Leticia; Bengoa, José Fernando; Marchetti, Sergio Gustavo; Vetere, VicenteTwo catalysts were prepared using monodisperse pre-synthetized nanoparticles of metallic nickel and nickel phosphides with the same average diameter. Both nanoparticles species were deposited on the same support: mesoporous silica nano-spheres of MCM-41. This support is suitable to inhibit agglomeration and sintering processes during preparation steps. Therefore, two supported and activated catalysts with the same average nanoparticles diameter were obtained. They differ only in the nature of the active species: metallic nickel and nickel phosphides. The effect of the presence of a second element (phosphorus), more electronegative than nickel, on the activity and selectivity in the chemoselective hydrogenation of acetophenone was studied. The reaction conditions were: H2 pressure of 1 MPa, 80°C using n-heptane as solvent. With the aim to understand the catalytic results, nanoparticles, support and catalysts were carefully characterized by X-ray diffraction, diffuse light scattering, transmission electron microcopy, high resolution transmission electron microcopy, selected area electron diffraction, scanning electron microcopy, Fourier transformer infrared spectroscopy, N2 adsorption at -196 °C, atomic absorption, H2 and CO chemisorption and volumetric oxidation. Considering these results and geometric and electronic characteristics of the surface of both active species, a change in the adsorption intermediate state of acetophenone in presence of phosphorus is proposed to explain the hydrogenation chemoselectivity of nickel phospides - Artículo
Acceso Abierto Preparation and characterization of a supported system of Ni2P/Ni12P5 nanoparticles and their use as the active phase in chemoselective hydrogenation of acetophenone(2018) Costa, Dolly Carolina; Soldati, Analía L.; Pecchi, Gina; Bengoa, José Fernando; Marchetti, Sergio Gustavo; Vetere, VirginiaNi2P/Ni12P5 nanoparticles were obtained by thermal decomposition of nickel organometallic salt at low temperature. The use of different characterization techniques allowed us to determine that this process produced a mixture of two nickel phosphide phases: Ni2P and Ni12P5. These nickel phosphides nanoparticles, supported on mesoporous silica, showed activity and high selectivity for producing the hydrogenation of the acetophenone carbonyl group to obtain 1-phenylethanol. This is a first report that demonstrates the ability of supported Ni2P/Ni12P5 nanoparticles to produce the chemoselective hydrogenation of acetophenone. We attribute these special catalytic properties to the particular geometry of the Ni–P sites on the surface of the nanoparticles. This is an interesting result because the nickel phosphides have a wide composition range (from Ni3P to NiP3), with different crystallographic structures, therefore we think that different phases could be active and selective to hydrogenate many important molecules with more than one functional group. - Documento de conferencia
Acceso Abierto Presentación institucional del CINDECA: desarrollo de la línea de investigación en valorización catalítica de biomasa(2018) Casella, Mónica LauraEl CINDECA fue incorporado como Centro de triple dependencia CONICET-UNLP-CIC en diciembre de 2017. En este primer encuentro como Centro CIC, se hará una breve descripción de la composición de su planta de personal, su infraestructura y de las líneas de trabajo que se desarrollan en el instituto. De entre las líneas de investigación, se hará una presentación del grado de avance del Proyecto de Innovación y Transferencia en Áreas Prioritarias de la provincia de Buenos Aires (PIT-APBA) “Generación de energías renovables y valorización de biomasa residual de la región Noroeste de la provincia de Buenos Aires mediante procesos catalíticos sustentables”. - Documento de conferencia
Acceso Abierto Producción de bioaditivos y biosurfactantes con aplicación en la industria de los combustibles(2020) Casella, Mónica LauraEl interés de este proyecto es generar aditivos oxigenados a base de glicerol y furfural, los cuales son biodegradables, no tóxicos y renovables. Los aditivos para combustibles son sustancias que se agregan o mezclan con combustibles, especialmente gasolina, diesel o biodiesel, para mejorar sus propiedades combustibles y lograr un mejor rendimiento. El agotamiento de los combustibles fósiles ha intensificado la investigación y la utilización de combustibles renovables, entre ellos el biodiesel. En el proceso de producción de biodiesel, por cada 100 kg de biodiesel producido, se generan 10 kg de glicerol. En vista de las características y potenciales del glicerol, se están incrementando los esfuerzos para convertirlo en productos de mayor valor, lo que a su vez mejorará la economía general de la producción de biodiesel. Por otra parte, la renovabilidad y abundancia de biomasa lignocelulósica la convierten en un recurso viable para la producción de plataformas químicas como el furfural. Actualmente, el furfural se produce industrialmente mediante la hidrólisis ácida de biomasa de origen agrícola. Se propone el acoplamiento de furfural con glicerol para producir el 1,3-dioxolano en condiciones catalíticas y sin solventes. Los 1,3-dioxolanos pueden ser utilizados como aditivos de combustible. - Documento de conferencia
Acceso Abierto Una revisión crítica de la transferencia de calor en sistemas trickle-bed(2013) Mariani, Néstor Javier; Barreto, Guillermo Fernando; Martínez, Osvaldo M.; Taulamet, María JoséEn diversos sistemas en los cuales se emplean reactores de lecho fijo con flujo bifásico descendente (trickle-bed) la transferencia de calor cumple un rol significativo en el comportamiento del reactor. La información bibliográfica para predecir la capacidad de transferencia de calor es errática. En este trabajo se ha llevado a cabo una revisión crítica sobre el conocimiento del tema. Se han analizado métodos experimentales para la obtención de datos, modelos empleados para la interpretación de los mismos y correlaciones propuestas. Se determinaron inconsistencias en numerosas correlaciones, falencias en el conocimiento, tanto de información experimental como de correlaciones, y se propusieron nuevas correlaciones para la conductividad térmica efectiva radial del lecho.