Redes neuronales artificiales aplicadas al análisis de datos en ingeniería ambiental e impacto ambiental

Resumen: Se realiza una revisión sobre los antecedentes de las Redes Neuronales Artificiales (RNA) como método de análisis de bases de datos medioambientales, aplicado en las diversas áreas de la Ingeniería Ambiental en general y de Impacto Ambiental en particular. Se describe como ejemplo, la aplicación de RNA en los algoritmos de inversión de datos obtenidos por sensado remoto satelital, para la medición de variables geofísicas

Recuperar plásticos desechables a los fines de conformar elementos constructivos de una vivienda económica como respuesta social, analizada como un problema de ingeniería industrial

Resumen: El hecho de seleccionar a los plásticos dentro de nuestro proyecto es porque son en particular, partes abundantes y visibles en la composición de los residuos generados en nuestra sede UCA Campus Rosario. Razonamos que son varias las áreas que los producen en forma cotidiana o de modo transitorio (como es el caso de eventos), a las que podemos sumar un accionar ambientalmente responsable. Ello nos impone la responsabilidad de proponer algún modo de re-utilizarlos en el diseño de ciertos elemento que los integre como materia prima, material de aporte, insumo o material auxiliar, con un amplio campo de posibilidades como es en la construcción, a partir de una mirada desde la ingeniería ambiental. La metodología de trabajo que desarrollamos implica inspeccionar la materia prima con la cual se va a trabajar, a los fines de conocerla fehacientemente, así como internalizar la posible combinación entre los distintos tipos de plásticos de acuerdo a su composición y su respuesta en la integración con otros materiales de uso tradicional, de acuerdo a experiencias reconocidas Desde una mirada lineal la educación sola no alcanza, como tampoco la tecnología ni las medidas parciales son suficientes para aliviar este tremendo desequilibrio que venimos heredando. Ante estos hechos es perentorio comprender la complejidad, actuar desde allí descubriendo la conexión invisible entre el ser humano y el medio, y los seres humanos entre sí. Debido a ello entendemos que para restaurar el medio ambiente en principio hay que comenzar por restaurar los vínculos y los ciclos que los contienen, esto implica re-ciclar.

Evaluación del efecto antídoto de fluxofenin sobre Digitaria Eriantha y Panicum Coloratum cv. Klein para aplicar herbicidas preemergentes

Resumen: En la región semiárida central, las gramíneas perennes megatérmicas contribuyen a disminuir los riesgos de erosión, a incrementar la receptividad en los sistemas de producción basados en pastizales naturales y a disminuir los costos de producción. Una de las especies de mayor difusión es pasto llorón (Eragrostis curvula). La resistencia a las bajas temperaturas invernales (-17°C), alta producción primaria y resistencia al pastoreo son algunas de las virtudes de esta especie. No obstante, durante el semestre frío y seco (otoño-invierno) el valor nutritivo del forraje diferido es muy bajo. La suplementación con concentrados energéticos –proteicos soluciona este problema, aunque incrementa los costos y complica el manejo. La identificación y evaluación de otras especies con características semejantes a pasto llorón, pero de mayor valor nutritivo sobre todo durante el invierno, fue una línea de trabajo importante en el INTA San Luis. De éste trabajo, surgieron dos especies actualmente en difusión en los sistemas de producción, a saber: Digitaria (Digitaria eriantha) y Mijo perenne (Panicum coloratum). Si bien la adopción de esta tecnología es importante, podría ser aún más elevada. Las dificultades de implantación es una causa relevante, sobre todo en potreros que han sido cultivados con especies anuales durante muchos años. En estos sitios, existe un importante banco de semilla de malezas gramíneas, que dificultan el control sin afectar la digitaria. El desarrollo de herbicidas preemergentes con gran poder residual, como así de compuestos químicos que funcionan como antídotos para proteger las especies que son afectadas por estos herbicidas, podrían resultar valiosos. Se dispone en el mercado de herbicidas de presiembra o preemergentes residuales formulados en base a acetamidas, a saber: i) S-metolaclor y ii) Acetoclor que controlan un amplio espectro de malezas incluidas las malezas problemas mencionadas. También se dispone de una sustancia química que funciona como antídoto-protector (fluxofenin) con el nombre comercial de Concep II y es utilizado para sembrar exitosamente el cultivo de sorgo. Se desconoce si éste compuesto podría proteger a las plántulas de digitaria y panicum. Se hipotetiza que la aplicación en el suelo de los herbicidas mencionados y la posterior siembra de semillas de digitaria y panicum protegidas con antídoto, no afectaría la germinación ni el desarrollo normal de plántulas de ambas especies. El objetivo de éste trabajo fue evaluar el efecto del antídoto, de los herbicidas y de la combinación de ambos sobre la germinación, crecimiento y sobrevivencia de plántulas de digitaria y panicum. El trabajo se desarrolló en el Laboratorio de semillas de la EEA San Luis del INTA, próxima a la ciudad de Villa Mercedes (Pcia. de San Luis). Se diseñaron 12 tratamientos con cuatro repeticiones para evaluar el efecto de cuatro dosis de antídoto (0; 20; 40 y 60 cc cada 100 kg de semilla) sin la aplicación de herbicidas (Sin), y la combinación de cada dosis de antídoto con dos herbicidas: SM (S-metolaclor) y A (Acetoclor) con la dosis recomendada comercialmente. Los tratamientos fueron: T1= (0:Sin); T2=(20:Sin); T3=(40:Sin); T4=(60:Sin); T5=(20:SM); T6=(40:SM); T7= (60:SM); T8=(20:A); T9=(40:A); T10=(60:A); T11=(0:SM); T12=(0:A). Se utilizaron 48 bandejas de plástico por especie forrajera de 15x10x3,5 cm, con 150 Se realizó la siembra al voleo con 0,5 gr de semilla en cada bandeja. Se compactó en forma semejante y cada bandeja se colocó en una bolsa de nylon para evitar la deshidratación. Luego se llevaron las 96 bandejas (2 especies forrajeras por 12 tratamientos por 4 repeticiones) a la cámara de cultivo con 30°C con 8 hs de luz y 20 °C con 16 hs de oscuridad. El ensayo tuvo una duración de 57 días. Se hicieron 14 mediciones de altura y n° de plantas. La unidad experimental fue la bandeja. Las variables respuesta (altura de hoja (mm) y el número de plantas) fueron sometidos a análisis de varianza y las medias comparadas utilizando el test de LSD. El nivel de significación utilizado en el trabajo es del 5%. Los resultados obtenidos: En Digitaria (Digitaria eriantha): I) El desarrollo y número de plantas fue mayor sin antídoto y sin herbicida, (p≤0,05) II) El tratamiento 6 (40:SM) resultó la mejor combinación para obtener un adecuado crecimiento y número de plántulas, aunque inferior al testigo (p≤0,05). III) Se logra efecto protector para el herbicida S-metolaclor con una dosis de antídoto entre 20cc y 40cc. IV) El antídoto es fitotóxico para la Digitaria Eriantha en dosis de 60cc (p≤0,05). V) El antídoto no protege a la Digitaria Eriantha en ninguna de sus dosis del herbicida Acetoclor En Mijo perenne (Panicum coloratum).: I) La aplicación de antídoto en la menor dosis (20 cc) no afectó el crecimiento ni el número de las plantas. En esta última variable, aún las dosis mayores del antídoto (40 y 60 cc) no tuvieron efectos negativos respecto al testigo (p≤0,05), II) La combinación del herbicida s-metolaclor (SM) con las dosis intermedias (20 y 40cc) de antídoto tuvo un ligero efecto negativo sobre el crecimiento y número de plantas respecto al testigo, aunque con diferencias significativas (p≤0,05) III) La aplicación del herbicida Acetoclor con todas las dosis del antídoto afectó significativamente el crecimiento y el número de plantas (p≤0,05). Se concluye que el tratamiento con antídoto en dosis bajas (20cc) no afecta el desarrollo ni el número de plantas de digitaria y panicum. Esta última especie es menos afectada que digitaria aún con mayores dosis. La mejor combinación de antídoto y herbicida SM, es de 20 cc para digitaria y 60 cc para panicum. El herbicida Acetoclor tuvo efectos negativos en ambas especies. Se recomienda realizar nuevos ensayos en condiciones reales de producción.

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).

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.

Comportamiento mecánico y eléctrico de un gel de silicona empleado en el encapsulamiento de transistores de potencia tipo IGBT

Resumen: Los materiales dieléctricos son ampliamente utilizados en el sector energético, estando a veces sometidos a condiciones de alto estrés eléctrico, mecánico y ambiental en general, que los ponen al borde de procesos y mecanismos de degradación que conllevan a una probable falla futura. Los geles dieléctricos han comenzado a ser ampliamente utilizados en aplicaciones de encapsulamiento de transistores de alta potencia tipo IGBTs (del inglés Insulated Gate Bipolar Transistor), donde se manejan tensiones y corrientes considerables. En la mayoría de los casos, se necesita una protección para evitar descargas en fase gaseosa, ingreso de humedad al circuito y amortiguamiento mecánico para vibraciones. En el presente trabajo caracterizamos con diferentes técnicas aspectos destacables de este tipo de encapsulantes a base de un gel bifásico de silicona. Para observar el proceso de curado se empleó la técnica de espectroscopía de absorción infrarroja (FTIR), junto con la reología oscilatoria desde las propiedades mecánicas. A su vez, esta última, sirvió para comparar información provista por un novedoso concepto que implica observar a estas últimas desde el interior, a partir de la evolución de cavidades gaseosas generadas eléctricamente. Se comprobó que el comportamiento de estas cavidades es sensible a la historia previa del material, es decir, mecanismos de curado y envejecimiento previo.

Análisis de líneas de producción utilizando técnicas tradicionales

Resumen: En el contexto dinámico de producción de los procesos de manufactura modernos, los eventos críticos, que ocasionan inconvenientes, deben ser contemplados en el marco de la planificación y control de producción. Simular el impacto sobre la productividad ocasionado por un evento crítico, capturando la totalidad de los detalles operativos, se vuelve impráctico como herramienta de solución en tiempo real. Esta tarea se simplifica haciendo abstracciones operacionales del proceso mediante funciones analíticas, con lo cual se construye un metamodelo. Este trabajo propone una aplicación del metamodelo que describe el impacto operacional del evento parada de una máquina “clave” (máquina de control numérico computarizado, CNC) que afecta a la performance/productividad de la línea de producción en forma directa al número de partes demoradas e indirecta a las variables de respuesta dinámica. La incorporación de estos metamodelos en la toma de decisiones demuestra aportar una considerable mejora en la planificación del proceso de producción.

Nuevos fundamentos de una ética ambiental para el desarrollo sustentable

Resumen: El presente trabajo aborda la temática del análisis de nuevos fundamentos de una ética ambiental para el desarrollo sustentable. Se comienza por la discusión de las limitaciones de planteos éticos precedentes mostrando la herencia moderna y las posturas metafísicas que las fundan. Esto llevará a un análisis básico de las nociones de “hombre” y de “mundo”. Examinaremos luego la necesidad de una revaloración de la metafísica tradicional para encontrar nuevas expresiones de sus verdades, que justifique un nuevo hombre cuya concepción de sí y de su la relación entre el Ser y los seres, derive en nuevas posturas y cursos de acción más adecuados con relación al medio ambiente.

Prolegómenos al análisis de la esfera social en el pensamiento ambiental multimodal

Resumen: En el presente trabajo abordamos la modalidad social en el pensamiento ambiental multimodal. La reflexión requiere primero la descripción del método de acceso, motivo por el cual revisamos la actividad logos en el análisis de la aprehensión primordial. El estudio de la dimensión social requiere repasar la aprehensión de las cosas y luego de los hechos sociales, para finalmente interesarnos por el estudio de la acción. Esto permite mostrar cómo el ambiente y los otros están siempre ya presentes en cada acción propia. Los resultados obtenidos permiten desarrollar una estructura de base para cualquier construcción teórica posterior que dé cuenta de la integración del hombre con la naturaleza y con los otros, mostrando la inseparable relación del ser humano con su ambiente y con su prójimo. Lo anterior sirve como protosociología de la modalidad social.

Herramientas y métodos para la caracterización de la sostenibilidad socio, productivo, ambiental en áreas representativas de la cuenca del río Carcarañá, en el sur de la provincia de Santa Fe

Resumen: El presente trabajo aborda la caracterización socio-ambiental de un tramo de la cuenca del Río Carcarañá que atraviesa el sur de la Provincia de Santa Fe, en Argentina. El sector de interés ha sido especialmente afectado por el desarrollo de la agricultura extensiva que, si bien ha sido un elemento determinante del crecimiento económico y de la expansión tanto de las áreas de uso agropecuario, como del medio urbano y recreacional hacia el rural, ha sido sometido a un uso extensivo que requiere analizar la vulnerabilidad ambiental de la cuenca por pérdida de bienes y servicios ecosistémicos, evaluar el soporte ambiental, el uso de los recursos y la sostenibilidad ambiental. Para lograr este objetivo se propone el empleo de La metodologia multimodal, para generar un marco de evaluaciones tanto sociales como biofísicas y energéticas y además bosquejar modelos empíricos y/o teóricos que permitan interpretar la dinámica de los diferentes contaminantes en la cuenca, así como las preocupaciones de la población con relación a estos temas.

Redes inalámbricas de uso comunitario : un análisis comparativo de protocolos

Resumen: Las redes malladas inalámbricas (Wireless Mesh Networks) son en particular un dominio rápidamente creciente y esto trae muchos desafíos. La principal función de los protocolos de encaminamiento es seleccionar el camino entre el nodo fuente y destino de una manera rápida y fiable. Estas redes pueden utilizar los protocolos de encaminamiento de otras redes ya existentes, pero modificándolos para que funcionen correctamente con ellas. En este trabajo se analizan distintos protocolos de encaminamiento y se presentan sus descripciones para luego compararlos de acuerdo al Tipo de Protocolo, Alcance de trasmisiones y Métrica de ruteo.

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.

Films de polietileno oxo-degradados mediante envejecimiento acelerado por radiación UV y calor

Resumen: Los materiales plásticos utilizados en la industria del embalaje y transporte de mercaderías familiares e industriales, presentan numerosas ventajas que los han puesto en su lugar durante los últimos 50 años. En la actualidad, son miles de millones de toneladas anuales de bolsas o embalajes de polietileno, las que diariamente se producen, se usan, se recuperan (en muy pequeña parte) y son finalmente dispuestas, quemadas o literalmente arrojadas al medio ambiente. La alta estabilidad química o la muy baja tasa de degradación, hace que estos residuos perduren en el medio - en la mayoría de los casos por más de 100 años- dependiendo las condiciones ambientales locales. Hace pocos años, se adaptaron conocimientos científicos a esta problemática, y de ello nacieron dos formas de atacar la eliminación del plástico como desecho (más allá del reciclado y uso racional): por un lado, la utilización de bioplásticos con propiedades biodegradables; y por otro, el agregado de aditivos pro-degradantes a plásticos convencionales. El presente trabajo, tiene por objeto tomar a esta última herramienta, sobre la cual se han comenzado a estudiar los mecanismos químicos por los cuales cumplen su función, evaluándolos en distintas condiciones aceleradas de laboratorio. De esta manera, se caracterizaron velocidades de degradación abiótica mediante envejecimientos acelerados con radiación ultravioleta y térmica, para films de polietileno aditivados con un compuesto oxodegradante comercial. Se estudiaron distintas concentraciones de aditivo en el polímero, en función del tiempo de envejecimiento. Las caracterizaciones incluyeron análisis mecánico, análisis térmico diferencial, espectroscopía de absorción infrarroja y de Absorción Atómica.

Identificación de variables en modelización de líneas de producción industrial y su análisis mediante redes neuronales artificiales

Resumen: En el marco de la integración de etapas en procesos de producción industrial en serie, se identifican, clasifican y caracterizan las variables que permiten modelizar dicho proceso, como estrategia con vistas a su optimización. El estudio se aplica en el ámbito de la industria metalúrgica, a partir de los datos de un conjunto de empresas de la región centro y sur de Santa Fe. La estructura secuencial de un proceso industrial hace que cualquier falla en una etapa cause demoras o reducción de calidad en el producto final obtenido. Como herramienta integradora de análisis, se plantea la implementación de un sistema de redes neuronales artificiales.