Desarrollo de un sistema multietapa para la degradación de tolueno en aire contaminado

Karla Bolaños (2023, [Tesis de maestría])

En el presente trabajo se evaluaron tres reactores distintos para la remoción de tolueno en fase gaseosa; reactor de adsorción con carbón activado (ACA), reactor para tratamiento electroquímico empleando electrodos de TiO2,nt (TEQ), y tratamiento fotolítico (TF). Inicialmente, se evaluó la eficiencia de cada reactor de manera individual, posteriormente se acopló un sistema multietapa para evluar su eficiencia en conjunto (ACA+TEQ+TF), observando que el sistema multietapa fue más eficiente (99.58%) que los individuales (ACA=50.29%, TEQ=44.38% y TF=52.71%), lo cual genera una nueva propuesta para el tratamiento de aire contaminado con tolueno en exteriores y/o interiores.

In the present work, three different reactors were evaluated for the removal of toluene in the gas phase; an adsorption reactor with activated carbon (ACA), a reactor for electrochemical treatment using TiO2,nt electrodes (TEQ), and a photolytic treatment (TF). Initially, the efficiency of each reactor was evaluated individually, subsequently a multistage system was coupled to evaluate its overall efficiency (ACA+TEQ+TF), resulting in the multistage system being more efficient (99.58%) than the individual ones (ACA =50.29%, TEQ=44.38% and TF=52.71%), which generates a new proposal for the treatment of outdoors and/or indoors polluted air with toluene.

KW: Air quality, Titanium Dioxide Nanoparticle, Sisemas multicapa, Tolueno

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Efecto de la deformación y contenido Mg en las Propiedades Mecánicas de la Aleación Al2.33CuXMg

Enrique Burciaga Castillo (2022, [Tesis de maestría])

El sistema Al-Cu-Mg es uno de los sistemas más estudiados debido a la importancia

tecnológica de las aleaciones base aluminio a nivel mundial. Sin embargo, la mayoría de

los estudios no abordan el efecto sinérgico de la adición de algún elemento aleante

(magnesio) con la deformación plástica, sino que se enfocan en determinar los efectos

aislados de cada variable. Así la presente investigación, se enfoca en evaluar la

contribución conjunta de los efectos mencionados principalmente sobre los mecanismos

de endurecimiento y la propiedad mecánica de dureza a fin de contribuir a un mayor

entendimiento de esta interacción.

En el presente trabajo de investigación se estudió la aleación Al2.33Cu en función de su

deformación (ξ), reduciendo el espesor a 30% y 50%, estudiando sus propiedades

mecánicas bajo la adición de Mg en sus diferentes etapas de tratamiento térmico y

mecánico.

Se fabricaron aleaciones mediante el proceso de fundición, utilizando diferentes

cantidades de Mg (0, 1.78, 1.96 y 2.24%) en la aleación de aluminio Al2.33Cu, se

extruyeron las muestras, seguido se realizó un tratamiento de solución a 495°C con

temple en agua y posteriormente se realizó una curva de envejecido (1, 2, 4.5, 10, 20,

45, 100, 200, 450, 1000, 2000, 4500 y 10000 min) a una temperatura de 195°C.

Se realizó caracterización por microscopía óptica, difracción de rayos X y Microscopía

electrónica de barrido en sus primeras etapas (colada, extrusión y solución), así como

mediciones de micro dureza en cada una de sus etapas.

Esta investigación se enfocó en la importancia y el efecto del magnesio en las aleaciones

de AlCu y el efecto de la deformación, como consecuencia en el impacto las propiedades

mecánicas de dureza de la aleación.

Mg INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA METALÚRGICA PRODUCTOS METALÚRGICOS (ESPECIALES) PRODUCTOS METALÚRGICOS (ESPECIALES)

Optimization of the alkali-silane treatment of agave lechuguilla fibers (ixtle) for potential reinforcement in polymeric composites

NOEMI JARDON MAXIMINO MARIAMNE DEHONOR GOMEZ Rolando Villa Moreno MARIA DOLORES BAEZA ALVARADO Luis Edmundo Lugo Uribe (2023, [Artículo])

Reinforced polymeric composites with natural fibers have garnered significant interest in recent years due to the need for biomass utilization and the requirements of various industries, such as automotive and construction. Among these natural fibers, Agave lechuguilla fiber, commonly known as ixtle (FIx) or Tampico fiber, exhibits important characteristics such as length, high strength, and durability. However, there is limited literature on its conditioning, functionalization, and utilization as a reinforcing material in polymeric composites (CP). This study presents the optimization of the alkali-silane treatment of FIx, identifying the most suitable reaction conditions to enhance their thermal stability, tensile strength, and silane coupling agent (ACSi) grafting on the fiber surface. The chemical treatment with ACSi proved highly effective, resulting in a significant grafting content, which was confirmed through FTIR and SEM–EDS analyses. The high level of functionalization did not compromise the mechanical performance of the fibers, suggesting that functionalized FIx holds great potential as a reinforcing material in CP. These findings open new paths for the sustainable use of Agave lechuguilla fibers, contributing to the development of environmentally friendly and high-performance polymeric composites in various industrial applications.

This article belongs to the Special Issue Natural Fibers for Advanced Materials: Addressing Challenges).

Supplementary materials: The following supporting information can be downloaded at: https://www.mdpi.com/article/10.3390/fib11100086/s1, Figure S1: Optical microscope image of ixtle fibers at a magnification of 50 (a) untreated and (b) alkaline treated (FIx-5); Table S1: FTIR signal assignment for alkaline treated FIx; Table S2: FTIR Signal assignment for silane treated FIx.

Author contributions: Conceptualization, N.J.-M. and L.E.L.U.; methodology, N.J.-M., M.D.G., R.V.M., M.D.B.-A. and L.E.L.U.; validation, N.J.-M. and L.E.L.U.; formal analysis, N.J.-M., M.D.G. and L.E.L.U.; investigation, N.J.-M. and L.E.L.U.; data curation, N.J.-M., M.D.G., R.V.M. and M.D.B.-A.; writing—original draft preparation, N.J.-M. and L.E.L.U.; writing—review and editing, N.J.-M., M.D.G., R.V.M., M.D.B.-A. and L.E.L.U.; visualization, N.J.-M., M.D.G. and L.E.L.U.; supervision, L.E.L.U.; project administration, N.J.-M. and L.E.L.U.; funding acquisition, N.J.-M. and L.E.L.U. All authors have read and agreed to the published version of the manuscript.

Funding: This research was funded by CONAHCYT, “Estancias postdoctorales por México”, grant umber CVU425480.

Data availability statement: Data supporting the findings of this study are available within the article and upon request from the corresponding author.

Acknowledgments: The authors express their gratitude towards Rene Diaz Rebollar and Jazmin Gomez Sara for their technical assistance in conducting the chemical reactions presented in this current study. Additionally, the assistance provided by Luis Alberto Caceres Diaz in the execution of XRD analyses is also acknowledged. Furthermore, N.J.M. extends sincere recognition to CIATEQ A.C. for their provision of essential resources and infrastructure crucial to the advancement of this research. The support rendered by CONAHCYT through the “Estancias postdoctorales por México” program is also gratefully acknowledged, as it has contributed financial backing to the project. Conflicts of Interest: The authors declare no conflict of interest.

Agave lechuguilla Natural fiber Silane coupling agent INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Innovative experimental plant to improve coffee processing

IVAN TOVAR ESTRADA Juan Francisco Cedano Lezcano EMANUEL VARGUEZ CALCANEO ESTEBAN GUZMAN RODRIGUEZ (2023, [Artículo])

In Mexico, coffee production refers to a process with traditional processing practices that combine rustic and semi-mechanized activities, where quality is not controlled, placing it in the category of conventional coffee. In recent years worldwide, the demand for high-quality coffee has increased and in order to offer this model, it is necessary to standardize the processing and transformation processes that increase the quality and value of the coffee. In order to exploit the different capacities in our country, it is necessary to design an innovative experimental plant for the processing of the primary coffee beneficiary, which is capable of adapting to the processes known by the producers, through the instruments and machinery the plant will provide The producer has control over the variables that influence taking advantage of the organoleptic properties of the coffee bean prior to harvest. The plant allows experimentation and obtaining controlled results according to the primary processing method to be applied. The development of the experimental plant has three iterative design cycles; 1) concept design, in which the various processes and methods investigated are evaluated to seek their homogenization with the help of instruments for monitoring and control, 2) prototype design, which is carried out with the help of 2D platforms and 3D modeling, that allow visualizing the location of the different equipment, as well as the flows of the different primary processing processes that the producer wishes to apply, and 3) innovation design, in which the products and services allow the value chain to be improved through processes instruments, data control and new techniques. For the development and maintenance of the experimental plant, it is necessary to link the entities that make up the quadruple helix; companies, government, society and public centers and institutes of higher education. In order to promote teamwork, collaboration and the exchange of ideas to strengthen, sustain and enrich the innovation ecosystem created through the experimental plant.

Benefited Specialty coffees INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Síntesis y caracterización de fibras no tejidas de PLA/quitosano/ZnO y evaluación de propiedades

Elizabeth Meritxell Albineda Cano (2023, [Tesis de maestría])

Los graves problemas de salud causados por bacterias que han generado resistencia ante los medicamentos y la creciente preocupación por la contaminación ambiental en todo el mundo ha motivado el desarrollo de telas no tejidas biodegradables con propiedades antibacterianas. El objetivo del presente trabajo consiste en fabricar fibras no tejidas de poli (ácido láctico) (PLA) mediante electrospinning incorporando agentes antibacteriales como lo son el quitosano y las nanopartículas (NP) de ZnO. El desarrollo de estos materiales se llevó a cabo mediante el estudio de diversos parámetros de procesamiento, como voltaje, velocidad de alimentación y distancia de aguja al colector, con el objetivo de obtener fibras no tejidas con buenas propiedades mecánicas y antibacteriales. Estos estudios se condujeron a través de metodologías de diseños de experimentos (DOE) con el fin de determinar la influencia de los parámetros de procesamiento en las propiedades de las fibras. La composición de las fibras se determinó mediante FTIR, obteniendo las señales características de los componentes orgánicos presentes en las fibras. Por otro lado, se detectó la presencia del ZnO mediante espectroscopía de absorción UV-vis.

Además, las fibras no tejidas obtenidas presentaron una degradación hidrolítica notable después de 100 días a un pH=10, propiedades antibacteriales de contacto contra las bacterias E. Coli y S. Aureus, resistencia al desgarro de 0.43 N y una capacidad de biodegradación por composta después de 18 días mayor a una muestra de celulosa. Estas fibras no tejidas tienen potencial aplicación en apósitos para heridas, textiles médicos, tratamiento de agua y filtros de aire.

Serious health problems caused by bacteria such as bacterial drug resistance as well as the growing concerns relating environmental pollution around the world have prompted the development of biodegradable non-woven fabrics with antibacterial properties. The objective of this work is to manufacture polylactic acid non-woven fibers by electrospinning incorporating antibacterial agents such as chitosan and ZnO nanoparticles. The development of these materials was carried out by studying various processing parameters, such as voltage, feeding speed and distance from needle to collector, with the aim of obtaining non-woven fibers with good mechanical and antibacterial properties. These studies were conducted through Design of Experiments (DOE) methodologies in order to determine the influence of processing parameters on fiber properties. The composition of the fibers was determined by FTIR, obtaining the characteristic signals of the organic components present in the fibers. On the other hand, the presence of ZnO was detected by UV-vis absorption spectroscopy.

In addition, the obtained non-woven fibers exhibited remarkable hydrolytic degradation after 100 days at pH=10, contact antibacterial properties against E. Coli and S. Aureus bacteria, tear strength of 0.43 N, and biodegradation capacity by composting after 18 days greater than a cellulose sample. These nonwoven fibers have potential applications in wound dressings, medical textiles, water treatment, and air filters.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Evaluación de la calidad del mezclado para el escalamiento de la carbonización hidrotérmica

Maximiliano Alba Ruíz (2023, [Tesis de maestría])

La carbonización hidrotérmica es un proceso termoquímico para la producción de hidrocarbón a partir de biomasa. Se realiza en reactores bifásicos sólido-líquido, por lo que la calidad del mezclado es fundamental para su correcto funcionamiento. Por ello, este trabajo propone el uso de técnicas de CFD (Dinámica de Fluidos Computacional) para asegurar la calidad de mezclado durante el escalamiento de un reactor agitado. Para el escalamiento se empleó un factor de 1:25, tomando como referencia los resultados obtenidos en un reactor a escala laboratorio de 200 ml. Además, se empleó el criterio de similaridad dinámica, manteniendo la potencia por unidad de volumen constante. Se analizó el efecto de la velocidad de agitación (299 rpm – 474 rpm), el tamaño del agitador (dtanque/6 – dtanque/4) y la posición del agitador dentro del reactor (htanque/6 – htanque/2). Como etapa preliminar se consideró un sistema monofásico con propiedades similares a los de la suspensión y se implementó un diseño central compuesto, a fin de obtener un modelo predictivo de las variables de respuesta consideradas: tiempo de mezclado y dispersión de velocidad. Para evaluar el tiempo de mezclado, se consideró la inyección de un trazador en las simulaciones, a fin de observar su distribución en función del tiempo. Con los resultados obtenidos a partir de las simulaciones se determinó que la configuración que proporciona la mayor homogeneidad del sistema escalado corresponde a una velocidad de agitación de 386 rpm, diámetro del agitador equivalente a dtanque/2.6 y una posición del agitador de htanque/3. Con esta configuración se tuvo un tiempo de mezclado de 17.7 s y una dispersión de velocidad del 82.81 %. Esta configuración se empleó posteriormente en la simulación del sistema bifásico. Los resultados de la simulación evidencian el efecto de escalamiento, ya que se obtuvieron tiempos de mezclado a escala laboratorio de 5 s, mientras que para la escala semi-piloto (5 l) se estimó en 6 min. Estos resultados servirán de base para estudiar el efecto de la heterogeneidad del sistema sobre el desarrollo del proceso de carbonización, durante el escalamiento de este.

Hydrothermal carbonization is a thermochemical process to produce hydrochar from biomass. This process is carried out in solid-liquid biphasic reactors, so the quality of the mixing is essential for its correct operation. This work proposes the use of CFD (Computational Fluid Dynamics) techniques to ensure the quality of mixing during the scale-up of a stirred reactor. A scaling factor of 1:25 was used, taking as reference the results obtained in a 200 ml laboratory-scale reactor. The dynamic similarity criterion was used, keeping the power per unit volume constant. The effect of the stirring speed (299 rpm - 474rpm), the size of the stirrer (dtank/6 – dtank/4) and the position of the stirrer inside the reactor (htank/6 – htank/2) were analyzed. As a preliminary stage, a homogeneous system with properties like those of the suspension was considered, and a central composite design was implemented, to obtain a predictive model of the considered response variables: mixing time and velocity dispersion. To evaluate the mixing time, the injection of a tracer was considered in the simulations, to observe its distribution as a function of time. With the results obtained from the simulations, it was determined that the configuration that provides the greatest homogeneity of the scaled system corresponds to a stirring speed of 386 rpm, agitator diameter equivalent to dtank/2.6 and a stirrer position of htank/3. With this configuration, a mixing time of 17.7 s and a speed dispersion of 82.81 % were obtained. This configuration was later used in the simulation of the two-phase system. The results of the simulation of the biphasic system show the scaling effect, since mixing times of 5 s were obtained at the laboratory scale, while for the semi-pilot scale (5 l) it was estimated at 3 min. These results will serve as a basis to study the effect of the heterogeneity in the system on the development of the carbonization process, during its scaling.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

La hidráulica en la División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Ingeniería de la UNAM

FELIPE IGNACIO ARREGUIN CORTES (1989, [Artículo])

La creciente demanda de agua en nuestro país es uno de los retos que deben resolverse en el corto plazo; para ello, es necesario formar recursos humanos capacitados en todos los niveles: técnico, licenciatura y posgrado. La matrícula actual del posgrado en México es de 3.8% del total de los alumnos inscritos en licenciatura, mientras que en países como Inglaterra es del 46% y en Francia del 50%. En 1983, solamente se graduó en las áreas de ingeniería el 12% de los alumnos inscritos a algún programa de posgrado. La situación también es crítica en el área de Ingeniería Hidráulica a nivel de posgrado; los datos existentes muestran que no se habían formado más de 250 especialistas, maestros o doctores hasta diciembre de 1988, aun cuando se ofrecen programas de posgrado en algunas áreas de la hidráulica en los estados de Chihuahua, Nuevo León, Querétaro, San Luis Potosí, Tabasco, Tamaulipas, Zacatecas y en el Distrito Federal. En este artículo se presenta una visión retrospectiva y la situación actual de los planes de estudio de especialización, maestría y doctorado que se ofrecen en la Sección de Hidráulica en la División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, en sus instalaciones de México D.F. y Cuernavaca, Morelos.

Educación superior Hidráulica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Estrategias para mejorar la calidad del efluente de un sistema de tratamiento por digestión anaerobia de vinazas de tequila

ADRIANA SERRANO MEZA Marco Antonio Garzón Zúñiga BLANCA ESTELA BARRAGAN HUERTA EDSON BALTAZAR ESTRADA ARRIAGA (2017, [Ítem publicado en memoria de congreso])

El objetivo del trabajo es evaluar el desempeño de un Biofiltro Anaerobio Sumergido (BAS) empacado con Tezontle en la remoción de contaminantes de las vinazas de tequila para generar una tecnología que pueda ser implementada por los pequeños y medianos productores de tequila.

Industrias Aguas residuales Biodegradación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Hybrid solar-geothermal energy absorption air-conditioning system operating with NaOH-H20 - Las Tres Vírgenes (Baja California Sur), "La Reforma" case

YURIDIANA ROCIO GALINDO LUNA EFRAIN GOMEZ ARIAS Rosenberg Romero EDUARDO VENEGAS REYES MOISES MONTIEL GONZALEZ HELENE EMMI KARIN UNLAND WEISS ANTONIO GONZALEZ FERNANDEZ JORGE DIAZ SALGADO (2018, [Artículo])

Solar and geothermal energies are considered cleaner and more useful energy sources that can be used to avoid the negative environmental impacts caused by burning fossil fuels. Several works have reported air-conditioning systems that use solar energy coupled to geothermal renewable energy as a thermal source. In this study, an Absorption Air-Conditioning System (AACS) used sodium hydroxide-water (NaOH-H2O) instead of lithium bromide-water to reduce the cost. Low enthalpy geothermal heat was derived from two shallow wells, 50 and 55 m deep. These wells are of interest due to the thermal recovery (temperature vs. time) of 56.2 _C that was possible at the maximum depth, which can be used for the first stage of the process. These wells were coupled with solar energy as a geothermal energy application for direct uses such as air-conditioning systems. We studied the performance of an absorption cooling system operating with a NaOH-H2O mixture and using a parabolic trough plant coupled with a low enthalpy geothermal heat system as a hybrid heat source, as an alternative process that can help reduce operating costs and carbon dioxide emissions.

Aire acondicionado Energía geotérmica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Determinación de la eficiencia de aplicación en riego por gravedad

Juan Manuel Angeles HELENE EMMI KARIN UNLAND WEISS Maria Dolores Olvera Salgado (2017, [Objeto de congreso])

En México se estima que más del 90% de la superficie regada, principalmente en los distritos de riego, se utiliza el método de riego por gravedad. Algunos estudios indican que este método no es muy eficiente debido a la pérdida de agua por percolación profunda y escurrimiento superficial. El propósito de este artículo es determinar la eficiencia de aplicación del riego por gravedad, a través de la estimación del requerimiento de riego de los cultivos y de la medición de la lámina de riego obtenida de aforos volumétricos, en parcelas del distrito de riego 011 Alto río Lerma, Guanajuato.

Riego por gravedad Eficiencia hidráulica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA