Simulación y optimización del Proceso de Concentración de Ácidos Residuales de Nitración

El presente proyecto de investigación aplicada está orientado al área de Simulación y Optimización de Procesos. (...) Se pretende llevar a cabo la simulación y optimización de un proceso cuyos resultados sean aplicables a plantas industriales actualmente en operación en empresas regionales y está focalizado en la concentración de ácidos residuales de nitración. Básicamente se trata de una unidad de denitración de funcionamiento continuo. La misma es alimentada con una mezcla sulfonítrica y opera con inyección de vapor vivo. El producto de cabeza, vapores nitrosos y vapor de agua, es condensado en un sistema de doble condensador. Los vapores arrastrados son eliminados en una columna de blanqueo de la que fluye el nítrico para pasar a la fase final de refrigeración y almacenamiento. Los vapores no condensados pasan a la etapa de absorción de la que se eliminan efluentes ácidos y gases que se ventean a la atmósfera. Por el fondo de la unidad se recupera el sulfúrico diluido que pasa a enfriamiento y almacenaje. Los productos, ácidos nítrico y sulfúrico diluidos, son reciclados o comercializados a otras empresas de la zona, principalmente para industrias lácteas (limpieza) y de producción de sulfatos para tratamiento de aguas. La optimización de este proceso en particular es de gran importancia, pues puesto que solo alcanzando determinadas condiciones de concentración se potencian las posibilidades de reutilización o venta de los productos, lo cual disminuye considerablemente las dificultades que implica su acumulación tanto desde el punto de vista de seguridad para la empresa productora, como así para el medio ambiente, mejora su rentabilidad y disminuye riesgos de transporte dada la proximidad entre la fuente productora y las empresas que utilizan, evitando la necesidad de traerlos desde otros orígenes más lejanos por carretera. (...) Objetivos Generales El objetivo general de este proyecto es contribuir al conocimiento de los fundamentos básicos para la optimización de este proceso. Objetivos Específicos * Lograr el conocimiento de las pautas de optimización del proceso de recuperación de ácidos residuales. * Lograr el conocimiento de las soluciones técnicas aplicables al proceso real, para posibilitar su transferencia.

Análisis y optimización de redes inalámbricas de sensores remotos.

El proyecto inicialmente se denominó “Análisis y optimización del radio enlace en un sistema RFID”. A medida que el mismo fue avanzando, principalmente en el desarrollo de 2 planes de doctorado (Proyectos de Tesis Doctoral de Juan Castagnola y Agustín Laprovitta), los objetivos particulares fueron ajustándose a cada uno de estos trabajos. Así pues, los nuevos objetivos planteados para el proyecto son: a) Estudiar, generar modelos, simular e implementar nuevas configuraciones en la etapas de recepción de los transceptores, para lograr mayor alcance con menos potencia; b) Desarrollar metodologías de test para sistemas de redes inalámbricas de sensores, con énfasis en nodos activos y pasivos diseñados con circuitos analógicos y digitales configurables y componentes comerciales; c) Proponer estrategias de test de bajo consumo y alto desempeño focalizadas en las secciones analógicas, de conversión y digitales configurables del nodo. Además de la realización de los trabajos de tesis doctoral mencionados, en el grupo de investigación se encuentran alumnos de la carrera de Ingeniería Electrónica realizando sus trabajos finales de grado, los mismos se orientaron a trabajos de investigación e implementación en el área de las redes inalámbricas de sensores remotos. Los trabajos realizados en el invernadero y en el secadero de embutidos, están orientados también a esta misma temática. Por estos motivos se decidió el cambio en la denominación del proyecto, por: “Análisis y optimización de redes inalámbricas de sensores remotos”.

Desarrollo de Sistemas Innovadores de Transporte y Liberación Destinados a la Optimización de la Actividad Terapéutica de Fármacos

Existen numerosos fármacos con atributos terapéuticos relevantes que presentan propiedades físicoquímicas o biológicas desfavorables, las que comprometen su eficacia o seguridad y en consecuencia requieren nuevas estrategias de formulación para superar tales deficiencias. Debido a lo expuesto, el objetivo general de este proyecto es diseñar, desarrollar y evaluar nuevos sistemas de transporte y liberación de fármacos que presentan baja biodisponibilidad cuando son administrados por vía oral, 4 debido a su escasa solubilidad y/o permeación a través del epitelio gastrointestinal. Como objetivos específicos se proponen: - Obtención de nuevos sistemas portadores que incidan sobre la efectividad del proceso de absorción de fármacos modelos, facilitando su disolución y/o permeación en el tracto gastrointesinal. - Evaluación de la eficacia de los sistemas obtenidos, en el transporte y pasaje de los fármacos a través de las mucosas del tracto gastrointestinal, mediante metodologías in situ e in vitro, que contribuyan a la determinación de los parámetros biofarmacéuticos de relevancia. La metodología de trabajo propuesta contempla la formación de complejos ternarios utilizando ciclodextrinas (ß-ciclodextrina, hidroxipropil-ß-ciclodextrina y metil- ß-ciclodextrina) y etanolaminas, aminoácidos o meglumina; la incorporación en microemulsiones de los complejos con ciclodextrina obtenidos; así como la obtención de pellets por extrusión-esferonización. Para los estudios biofarmacéuticos, de los principios activos en los sistemas de transporte y liberación desarrollados, se diseñarán estudios de permeación, in situ, a través del método de perfusión de paso simple en ratas e in vitro, utilizando membranas artificiales y cultivos de células Caco-2. Se desarrollarán y validarán procedimientos analíticos adecuado para las determinaciones de los fármacos en todos los estudios implementados.

Estudio y optimización estructural del comportamiento termomecanico de un motor monopropelente

El presente trabajo contempla el estudio del comportamiento termomecánico de un motor monopropelente, cuyo funcionamiento se basa en la descomposición catalítica del combustible, produciendo la gasificación del mismo, con su consecuente generación de calor. Estos gases, al ser conducidos convenientemente a través de una tobera con el fin de generar su apropiada expansión, producirán la acción deseada. Un diseño erróneo del sistema de alimentación podría producir el acortamiento de la vida útil del catalizador, la degradación de los sellos de la válvula, vaporizaciones indeseadas del propelente, etc.El objetivo que se persigue es construir un modelo computacional que permita visualizar el comportamiento conjunto de los diversos fenómenos, la influencia de los diversos componentes y su interacción, a fin de identificar los elementos críticos, y poder así tomar acciones correctivas u operar sobre aspectos de diseño del sistema para un mejor acondicionamiento del combustible. Para la aplicación del método, se modelizarán cada uno de los fenómenos que gobiernan el comportamiento del sistema y se les codificará en lenguaje de programación, prestando especial atención al comportamiento del fluido tanto en régimen estable como durante los transitorios. Una vez validado el programa se correrán simulaciones para determinar la influencia de los parámetros básicos de diseño sobre los procesos termomecánicos mediante un análisis de sensitividad, a fin de mitigar los posibles efectos adversos. Sin embargo, durante la ejecución de proyectos de ingeniería de este tipo, una de las cuestiones de mayor importancia es el uso racional de materiales. Una adecuada utilización de los mismos tiene diversas ventajas, dentro de las cuales podemos citar como a las de mayor relevancia a: (i) mejor aprovechamiento de las capacidades de los materiales, (ii) elementos estructurales de menor tamaño, lo que genera una economía de espacio, (iii) menor costo económico y financiero del proyecto y (iv) menor impacto ambiental. En este sentido, una de las maneras más difundidas para el uso racional de materiales es, utilizar materiales con propiedades constitutivas que se adapten mejor a las características del proyecto en desarrollo. Sin embargo, cuando se está frente a la imposibilidad de cambiar de material o mejorar las propiedades existentes, es importante comenzar a utilizar otras metodologías que permitan un mejor aprovechamiento del mismo. Aquí surge naturalmente la necesidad de introducir cambios en la forma de los componentes estructurales que integran el proyecto ejecutivo. Para realizar una adecuada optimización de los componentes estructurales, es necesario previamente definir cual o cuales van a ser las características a optimizar y como van a ser medidas esas características durante el proceso de análisis. Por lo tanto, se propone aplicar el análisis de sensibilidad topológica para problemas termo-mecánicos para optimizar los componentes estructurales del motor.

Optimización de Arquitecturas de Procesamiento Digital de Señales en Lógica Programable para Aplicaciones en Vuelos No Tripulados

En dispositivos electrónicos de última generación destinados a funciones de comunicación o control automático, los algoritmos de procesamiento digital de señales trasladados al hardware han ocupado un lugar fundamental. Es decir el estado de arte en el área de las comunicaciones y control puede resumirse en algoritmos basados en procesamiento digital de señales. Las implementaciones digitales de estos algoritmos han sido estudiadas en áreas de la informática desde hace tiempo. Sin embargo, aunque el incremento en la complejidad de los algoritmos modernos permite alcanzar desempeños atractivos en aplicaciones específicas, a su vez impone restricciones en la velocidad de operación que han motivado el diseño directamente en hardware de arquitecturas para alto rendimiento. En este contexto, los circuitos electrónicos basados en lógica programable, principalmente los basados en FPGA (Field-Programmable Gate Array), permiten obtener medidas de desempeño altamente confiables que proporcionan el acercamiento necesario hacia el diseño electrónico de circuitos para aplicaciones específicas “ASIC-VLSI” (Application Specific Integrated Circuit - Very Large Scale Integration). En este proyecto se analiza el diseño y la implementación de aquitecturas electrónicas para el procesamiento digital de señales, con el objeto de obtener medidas reales sobre el comportamiento del canal inalámbrico y su influencia sobre la estimación y el control de trayectoria en vehículos aéreos no tripulados (UAV, Unmanned Aerial Vehicle). Para esto se propone analizar un dispositivo híbrido basado en microcontroladores y circuitos FPGA y sobre este mismo dispositivo implementar mediante algoritmo un control de trayectoria que permita mantener un punto fijo en el centro del cuadro de una cámara de video a bordo de un UAV, que sea eficiente en términos de velocidad de operación, dimensiones y consumo de energía.

DESARROLLO DE UN MODELO DE NEGOCIO BASADO EN ESTUDIOS OPTIMIZACIÓN Y CONTROL EN PLANTA PILOTO PARA LA PRODUCCIÓN DE GÍRGOLAS.

La organización de la producción, procesamiento, comercialización, y financiamiento de las operaciones involucradas en la oferta de hongos comestibles se caracterizan por tener Puntos de Equilibrio (PE) diferentes. El PE más alto se constituye en la restricción a salvar al momento de considerar la inversión en un emprendimiento nuevo. En la mayoría de las situaciones estos PE críticos terminan por desalentar la inversión. Se dice que el cultivo de hongos representa una industria biotecnológica importante que se ha ampliado considerablemente en todo el mundo en las últimas décadas; se enfatiza que los hongos sirven como delicias para el consumo humano y como nutracéuticos (alimentos que curan), que los cuerpos fructíferos de los hongos contienen sustancias de varios reinos muy valoradas por sus propiedades medicinales, sabores y perfumes. Sin embargo, el potencial económico de los hongos está lejos de ser aprovechado. El problema hasta ahora es que solo algunas especies pueden ser inducidas a fructificar en cultivos, y si bien el cultivo de las setas es una tecnología adaptable a diferentes condiciones que van desde una escala comercial de importancia hasta una forma rústica de traspatio en comunidades rurales, con substratos agroindustriales o bien con solo material vegetal, cada uno de estos casos presenta dificultades cuando son traspasados a nuestra región; o bien no son rentables porque la escala de producción manejable está mas allá de las capacidades de pequeños y medianos productores o bien porque las inversiones iniciales exceden las posibilidades del mercado. Si analizamos las causas que ha llevado al fracaso de emprendimientos productivos de hongos encontraremos las mismas que se esgrimen al comienzo. Lo que puede hacer que sea un cultivo sustentable es la búsqueda de nuevas alternativas tecnológicas y de trabajo. Este Proyecto de Investigación Orientado (PIO) plantea como objetivo general estudiar un Modelo de Negocio que sirva para salvar las restricciones impuestas por la existencias de PE mínimos en producción, comercialización, financiamiento, investigación y desarrollo para la diversificación, y entrepreneurship optimizando la disponibilidad de recursos existentes. Para alcanzar este cometido el PIO propuesto busca articular en red las áreas de Economía de los Negocios y las Organizaciones (ENO), la Ingeniería Química (IQ), la Ingeniería en Telecomunicaciones (IT), y la Microbiología (Mic). Cada una de ellas se concentraría en la búsqueda de alternativas técnicas para bajar los PE implicados en este tipo de negocios. Retomando el objetivo general de este PIO podemos afirmar que el objetivo particular de este PIO es elaborar y divulgar un modelo de negocio para la producción y comercialización de hongos comestibles a pequeña escala y para la coordinación de pequeños productores, a partir de la optimización de los diversos procesos y actividades económicas internas de producción, de manera tal que se minimice el punto de equilibrio con el fin que pequeños inversores puedan iniciarse en la producción de en forma rentable y sustentable generando mayor riqueza para la región incrementando el ingreso y creando oportunidades de empleo.

Optimización de sistemas de tratamiento de aguas residuales existentes en pequeñas urbanizaciones combinando tecnologías flexibles que permitan la reutilización del agua tratada.

En el Valle de Punilla, provincia de Córdoba, el aumento de la densidad demográfica, el desarrollo de la industria y el impulso de la actividad turística produjo un incremento en la demanda de agua potable y en la generación de aguas residuales. Un alto porcentaje de viviendas y pequeñas urbanizaciones no están conectadas a la red cloacal y utilizan sistemas in-situ para el tratamiento de sus efluentes líquidos como cámara séptica, y para su disposición final pozos absorbentes o sangrías. Debido a los bajos rendimientos documentados de este sistema de tratamiento, las aguas ineficazmente tratadas lixivian arrastrando sustancias tóxicas que contaminarán las napas freáticas. Además y fundamentalmente, imposibilita su posterior reutilización para el llenado de acuíferos superficiales, irrigación agrícola y ornamental, procesos industriales, y otros usos. A fin de disminuir el impacto ambiental se plantean innovadores prototipos modulares a escala real para ser anexados con los sistemas de saneamiento existentes, objetivo del presente trabajo. Como tratamiento secundario se diseñarán, construirán y pondrán en operación dos módulos biológicos, uno de naturaleza aeróbica -biodiscos- y otro de naturaleza anaeróbica -decantador de flujo ascendente- ambas tecnologías no tradicionales que pueden ser acopladas de manera individual o conjunta. Experiencias previas del equipo, muestran que la eficiencia del módulo aeróbico resulta superior al 86% calculada a partir de los parámetros sanitarios. Se pretende mejorar aún más, la eficacia de la etapa biológica razón por la cual, se ensamblará el módulo anaeróbico. Para lograr reutilizar las aguas tratadas se deberán someter a un proceso de cloración previa al vertido, lo cual no garantiza que su calidad sea la adecuada según la legislación vigente. Por tal motivo se investigará el uso alternativo de un ozonizador como tratamiento terciario, metodología seleccionada por su efectividad e inocuidad para la desinfección bacteriana e inactivación viral. El modelo de integración de tecnologías existentes con tecnologías biológicas no tradicionales es una opción ecológica y económicamente viable ya que mejora la eficiencia del tratamiento, permite su reutilización y resuelve en un futuro próximo una de las problemáticas ambientales que más preocupan a la sociedad y que más afectan a las comunidades vulnerables, la contaminación y la escasez del recurso hídrico.

Optimización de sistemas de tratamiento de aguas residuales existentes en pequeñas urbanizaciones combinando tecnologías flexibles que permitan la reutilización del agua tratada.

En el Valle de Punilla, provincia de Córdoba, el aumento de la densidad demográfica, el desarrollo de la industria y el impulso de la actividad turística produjo un incremento en la demanda de agua potable y en la generación de aguas residuales. Un alto porcentaje de viviendas y pequeñas urbanizaciones no están conectadas a la red cloacal y utilizan sistemas in-situ para el tratamiento de sus efluentes líquidos como cámara séptica, y para su disposición final pozos absorbentes o sangrías. Debido a los bajos rendimientos documentados de este sistema de tratamiento, las aguas ineficazmente tratadas lixivian arrastrando sustancias tóxicas que contaminarán las napas freáticas. Además y fundamentalmente, imposibilita su posterior reutilización para el llenado de acuíferos superficiales, irrigación agrícola y ornamental, procesos industriales, y otros usos. A fin de disminuir el impacto ambiental se plantean innovadores prototipos modulares a escala real para ser anexados con los sistemas de saneamiento existentes, objetivo del presente trabajo. Como tratamiento secundario se diseñarán, construirán y pondrán en operación dos módulos biológicos, uno de naturaleza aeróbica -biodiscos- y otro de naturaleza anaeróbica -decantador de flujo ascendente- ambas tecnologías no tradicionales que pueden ser acopladas de manera individual o conjunta. Experiencias previas del equipo, muestran que la eficiencia del módulo aeróbico resulta superior al 86% calculada a partir de los parámetros sanitarios. Se pretende mejorar aún más, la eficacia de la etapa biológica razón por la cual, se ensamblará el módulo anaeróbico. Para lograr reutilizar las aguas tratadas se deberán someter a un proceso de cloración previa al vertido, lo cual no garantiza que su calidad sea la adecuada según la legislación vigente. Por tal motivo se investigará el uso alternativo de un ozonizador como tratamiento terciario, metodología seleccionada por su efectividad e inocuidad para la desinfección bacteriana e inactivación viral. El modelo de integración de tecnologías existentes con tecnologías biológicas no tradicionales es una opción ecológica y económicamente viable ya que mejora la eficiencia del tratamiento, permite su reutilización y resuelve en un futuro próximo una de las problemáticas ambientales que más preocupan a la sociedad y que más afectan a las comunidades vulnerables, la contaminación y la escasez del recurso hídrico.