Quimisorción de dióxido de azufre sobre oxido de cromo

Resumen: Se utilizó la técnica experimental desorción térmica programada (TPD) para investigar la interacción de SO2 con Cr2O3 policristalino. Se estudió, además, la adsorción de SO2 sobre la superficie (0001) de Cr2O3 utilizando la teoría del funcional densidad (DFT). Se exploraron diferentes geometrías de adsorción para la molécula de SO2 sobre la superficie α-Cr2O3(0001). Dos configuraciones de adsorción similares resultaron ser las más estables, con energías de quimisorción de -3.09 y -2.79 eV/mol. Estas corresponden a la formación de especies sulfito sobre la superficie. Es importante destacar que estos resultados fueron predichos sólo dentro del marco de DFT+U. Bajo estas condiciones y a pesar de los grandes esfuerzos, no se encontraron especies sulfato estables sobre dicha superficie. El espectro TPD presenta un pico de desorción de Tp ≈ 870 ºC con una velocidad de calentamiento de β ≈ 0.12 ºC/seg. La energía de desorción calculada mediante los análisis propuestos por Redhead y Adams, suponiendo que la velocidad de desorción está dada por la ecuación de Polany-Wigner, es ≈ -3.12 eV. Este valor está de acuerdo con el predicho mediante los cálculos teóricos. Para nuestro conocimiento, éste es el primer estudio teórico de adsorción de SO2 sobre la superficie de Cr2O3(0001).

Evaluación de rendimiento en el cultivo de soja aplicando fosfitos y micronutrientes

Resumen: Lo que se pretende reflejar en este trabajo es la importancia del uso de fosfitos y micronutrientes en el cultivo de soja. El cultivo de esta oleaginosa se ha ido incrementando a lo largo de los últimos años de la mano de la siembra directa, de la genética, del paquete tecnológico para su implantación y protección y del manejo realizado por los profesionales del agro. Este crecimiento en superficie en detrimento de los demás cultivos extensivos que deberían formar parte de la rotación, hizo de la oleaginosa en varias zonas un monocultivo. Esto sumado a la falta de rotación de activos fue generando problemas dentro de los cuales podemos citar: malezas de difícil control, alta presión de enfermedades y plagas. La fertilización, en la generalidad de los casos, está por debajo de los requerimientos por tonelada lograda, generando extracción de macro y micro elementos y agotando los niveles de estos mismos en el perfil edáfico. El aporte de macronutrientes está dado principalmente por fósforo (no en todas las zonas). Asimismo, en algunas zonas dependiendo las deficiencias agregan potasio, azufre y calcio. Así todo se fertiliza por debajo de los rindes objetivos perseguidos, lo cual se comprende que cuando los cultivos superan los mismos, se está haciendo una extracción mayor del sistema suelo que los aportes generados. Lo ideal es realizar un muestreo de cada lote y ambiente, verificar los niveles de nutrientes disponibles y fertilizar pensado en contemplar el rinde perseguido y entregar al sistema suelo un poco más, de manera de hacer una producción no solo rentable en el corto plazo sino sustentable en el tiempo, cuidando el capital suelo. Los macro y meso nutrientes son aportados vía fertilización de base o fondo y la manera más eficiente de aportar los micro elementos, es vía fertilización foliar. Los fosfitos son desde el punto de vista sanitario, la herramienta ideal y complementaria de los fungicidas. Son derivados del ácido fosforoso y tienen dos formas de acción contra los hongos fitopatógenos. Una forma indirecta, aumentando el nivel de defensas de las plantas o Fitoalexinas, impidiendo que las esporas germinen en tejido susceptible. Y una acción directa como fungicidas contra los pseudohongos u Oomicetes. Recordar que los triazoles son una excelente herramienta para controlar hongos verdaderos (Ascomicetes, Basidiomicetes y Deuteromicetes) al igual que las estrobirulinas, pero ambos activos no son específicos para Oomicetes. Generalmente, los fosfitos van combinados con diferentes cationes, que a su vez le confieren diferentes modos de actuar, por ejemplo el fosfito de cobre, actúa desde el punto de vista sanitario elevando las defensas y además presenta el catión cobre como elemento fungistático y bactericida. En el mercado existen diferentes tipos de fosfitos y formas de acción según catión acompañante. Hay fosfitos de Cu, Al, K, Mn, Ca, ect. Uno de los puntos más importantes de los fosfitos es que se translocan vía xilema y floema, llegando rápidamente a los diferentes sitios de la planta. Los fungicidas a diferencia de los fosfitos no pueden realizar la misma labor. Los fungicidas protegen al follaje tratado, pero no al nuevo emergente y el movimiento de los activos se da desde donde impacta la gota asperjada en sentido ascendente, ósea acrópeto, mientras que los fosfitos al recorrer toda la planta realizan una protección integral de la misma. Además, los fosfitos, presentan efecto sinérgico con los fungicidas potenciando la acción de estos. Colaboran en el engrosamiento de tejidos de raíz y tallo, fortaleciéndolos contra el ataque de patógenos. Son de rápida absorción e impactan positivamente en la formación de destinos, como flores y frutos, y fuentes de reservas como raíz. No disponen de valor nutricional para los cultivos extensivos anuales, ya que presentan un tiempo de degradación que excede al desarrollo de estos mismos. Este trabajo, se desarrolla implementando el diseño completamente aleatorio, en el cual la variable respuesta (rendimiento) puede depender de la influencia de un único factor (aplicación de fitoestimulantes), de forma que el resto de las causas de variación se engloban en el error experimental. Se compara los tratamientos contra el testigo, y se hace análisis de la variancia con un nivel de significación del 5%. Dentro de la variable respuesta se analiza el rendimiento en kg/ha. Teniendo en cuenta para este análisis los siguientes datos: 1) Número de granos 2) Peso de 1000 granos Este ensayo consta de cuatro tratamientos y tres repeticiones en un mismo estado fenológico (V10 R2) del cultivo.

Estudio de la factibilidad de aplicación, a escala planta piloto, del catalizador Cr2O3/Al2O3 en la reducción de emisión de SO2 a la atmósfera, proveniente de fuentes fijas : avances 2013

Resumen: Se planificaron las experiencias con el objeto de analizar el comportamiento del catalizador en la columna metálica de mayor diámetro. Se modificaron las masas usadas para verificar la eficiencia de retención respecto de la masa. Se realizaron ciclos de adsorción, desorción y readsorción sobre una misma muestra para determinar variaciones en la eficiencia del catalizador. En otra fase, en colaboración con el Dr. V. A. Ranea y el Dr. E. E. Mola (INIFTA, UNLP), se desarrolló el estudio teórico de la adsorción de moléculas de SO2, CH4, CO2, O2 y CO sobre Cr2O3(0001) mediante Teoría del Funcional Densidad (programa VASP, Vienna Ab-initio Simulation Package), y el estudio de la cinética de la reacción entre CH4, SO2 y el O2 junto con la presencia de especies sulfito y sulfato. Este estudio permitió hallar los sitios preferenciales de adsorción de S0 y la posible competencia con SO2 experimentalmente y por cálculos teóricos. Experimentalmente, se observa que la eficiencia de adsorción del catalizador respecto al SO2 es cercana al 100%. Se observa un pico de termodesorción a 1120 K. Luego, se estudió la oxidación de CH4 con SO2. Se observa que hay producción de CO2 desde temperatura inicial, seguida de un aumento significativo en la formación de CO2 hasta 330-340 K. Luego, la producción de CO2 se mantiene aproximadamente constante. Mediante el empleo de la ecuación de Arrhenius y resultados experimentales, se obtuvo la energía de activación de la reacción global, de 7 Kcal/mol. Mediante estudios teóricos, se determinó que la energía de quimisorción del SO2 sobre el Cr2O3 es de -3.09 eV para la configuración más estable, una energía de adsorción de O2 en estado disociativo de -1.567 eV, una energía para CH4 sobre O2 adsorbido previamente de -0.335 eV, y -0.812 eV para la configuración más estable de CO2 sobre el sustrato.

Estudio de la reducción de SO2 con CH4 en presencia de O2 a altas temperaturas, sobre catalizador de Cr2O3 soportado en alúmina

Resumen: Se propone utilizar un óxido como el Cr2O3 como catalizador ya que se ha determinado anteriormente, en la primera etapa de esta investigación, (“Estudio comparativo de la retención de SO2 sobre óxidos de metales de transición soportados en alúmina”), que la retención de SO2 sobre su superficie es un proceso de quimisorción con formación de especies sulfito superficiales sobre sitios básicos y un proceso de óxido reducción del ión metálico. Apoya este mecanismo el hecho de que la cantidad de SO2 adsorbido es función de la temperatura. La mayor eficiencia del Cr2O3 puede explicarse en base a sus propiedades superficiales, lo cual ha sido utilizado en la segunda etapa de reacción de reducción, ya que se ha completado la etapa inicial de quimisorción. En la segunda etapa de esta investigación (“Estudio de la reacción de reducción de SO2 con CH4 a altas temperaturas sobre catalizador de Cr2O3 soportado en alúmina”), se apuntó al estudio de un nuevo tipo de sinergia entre propiedades ácido-base y propiedades redox en una misma superficie. Esta tercera etapa apuntó a determinar la influencia que tiene el O2 en este proceso, ya que el O2 se encuentra presente en las chimeneas industriales en las condiciones de reacción entre el SO2 y el CH4, y produce modificaciones en los parámetros de reacción. Se experimentó con diferentes masas de catalizador y flujos de los distintos gases, y se estudió la influencia de la presencia de oxígeno en la reacción y particularmente con diferentes flujos del mismo, y la posibilidad de regeneración del catalizador.

Estudio de la factibilidad de aplicación, a escala planta piloto, del catalizador Cr2O3 soportado en alúmina en la reducción de emisión de SO2 a la atmósfera, proveniente de fuentes fijas : avances 2012

Resumen: Se realizaron las experiencias planificadas con el objeto de analizar el comportamiento del catalizador en la columna metálica, para simular condiciones de planta piloto. Se modificaron las masas de catalizador y se realizaron ciclos de adsorción, desorción y readsorción sucesivos sobre una misma muestra, con lo que se determinaron variaciones en la eficiencia del mismo. En otra fase se desarrolló el estudio teórico de la adsorción de O2 y CO2 sobre el mismo sustrato, y el estudio de la cinética de la reacción entre CH4, SO2 y el O2 por medio del programa VASP (Vienna Ab-initio Simulation Package). Se verificó, a través de los datos experimentales y teóricos y en colaboración con el Dr. V. A. Ranea y el Prof. E. E. Mola (INIFTA, UNLP), la presencia de especies sulfito y sulfato sobre la superficie del soporte. Experimentalmente, se observa que la eficiencia de adsorción del catalizador respecto al SO2 es cercana al 100%. Se observa un pico de termodesorción a 1120 K. Luego, se estudió la oxidación de CH4 con SO2. Se observa que hay producción de CO2 desde temperatura inicial, seguida de un aumento en la formación de CO2 hasta 330-340 K. Luego, la producción de CO2 se mantiene aproximadamente constante. Mediante el empleo de la ecuación de Arrhenius y resultados experimentales, se obtuvo la energía de activación de la reacción global, de 7 Kcal/mol. También se observó que el incremento del flujo de SO2 a valores superiores a 200 ml/min no incrementa la cantidad de SO2 retenida en el rango de 923-1023K. Para un incremento de masa de sustrato catalítico de 0,025 a 0,050 g, la masa retenida de SO2 se incrementa un 70,61%. Mediante estudios teóricos, se determinó que la energía de quimisorción del SO2 sobre el Cr2O3 es de -3.09 eV para la configuración más estable.

Estudio de la factibilidad de aplicación, a escala planta piloto, del catalizador Cr2O3, soportado en alúmina, en la reducción de emisión de SO2 a la atmósfera proveniente de fuentes fijas

Resumen: Se propone utilizar un óxido como el Cr2O3 como catalizador ya que se ha determinado anteriormente, en la primera etapa de esta investigación, (“Estudio comparativo de la retención de SO2 sobre óxidos de metales de transición soportados en alúmina”), que la retención de SO2 sobre su superficie es un proceso de quimisorción con formación de especies sulfito superficiales sobre sitios básicos y un proceso de óxido reducción del ión metálico. Apoya este mecanismo el hecho de que la cantidad de SO2 adsorbido es función de la temperatura. La mayor eficiencia del Cr2O3 puede explicarse en base a sus propiedades superficiales, lo cual ha sido utilizado en la segunda etapa de reacción de reducción, ya que se ha completado la etapa inicial de quimisorción. En la segunda etapa de esta investigación (“Estudio de la reacción de reducción de SO2 con CH4 a altas temperaturas sobre catalizador de Cr2O3 soportado en alúmina”), se apuntó al estudio de un nuevo tipo de sinergia entre propiedades ácido-base y propiedades redox en una misma superficie. La tercera etapa apuntó a determinar la influencia que tiene el O2 en este proceso, ya que el O2 se encuentra presente en las chimeneas industriales en las condiciones de reacción entre el SO2 y el CH4, y produce modificaciones en los parámetros de reacción. Se experimentó con diferentes masas de catalizador y flujos de los distintos gases, y se estudió la influencia de la presencia de oxígeno en la reacción y particularmente con diferentes flujos del mismo, y la posibilidad de regeneración del catalizador.En esta cuarta y última etapa se están estudiando los cambios que se producen en la reacción al pasar de escala laboratorio a planta piloto utilizando una columna de mayor diámetro construída en metal. A través de los datos experimentales se está estudiando, en conjunto con el INIFTA, la presencia de especies sulfito y sulfato sobre la superficie del soporte. Adicionalmente, por medio del programa VASP (Vienna Ab-initio Simulation Package), se analiza la interacción entre los reactivos gaseosos y el soporte.