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MOLECULAR SIMULATION OF THE VAPOR-LIQUID EQUILIBRIUM OF N2-NC5 MIXTURE BY MONTE CARLO SIMULATIONS

En este trabajo se usaron simulaciones Monte Carlo en el colectivo de Gibbs para describir el equilibrio de fases liquido-vapor del sistema nitrógeno-n-pentano para tres isotermas. Se analizó un amplio rango de presiones que consideran hasta los 25 MPa. El sistema fue modelado usando los potenciales intermoleculares Galassi-Tildesley para el nitrógeno y SKS para el n-pentano. Los resultados obtenidos fueron comparados contra datos experimentales. Lejos de la región del punto crítico los modelos analizados reproducen favorablemente la forma de la curva del equilibrio de fases y en la cercanía del punto crítico los resultados tienden a alejarse del comportamiento experimental. Se determinaron los puntos críticos (presión, densidad y composición) para las tres isotermas usando un método de extrapolación basado en leyes de escalamiento, obteniéndose resultados satisfactorios. Las curvas de coexistencia calculadas son adecuadas aun cuando los modelos analizados no contienen parámetros de interacción binaria optimizados.

Abstract

This study used Monte Carlo simulations in the Gibbs ensemble to describe the liquid-vapor phase equilibrium of nitrogen-n-pentane system for three isotherms. The study analyzed a wide range of pressures ranging up to 25 MPa. The system was modeled using the intermolecular potential Galassi-Tildesley for nitrogen and SKS for n-pentane. Results were compared against experimental data. Far from the critical point region, analyzed models reproduce favorably shape of the curve of phase equilibrium and in the vicinity of the critical point, results tend to move away from the experimental behavior. Critical points were determined (pressure, density and composition) for the three isotherms using an extrapolation method based on scaling laws, with satisfactory results. Calculated coexistence curves are adequate even if the models analyzed do not contain optimized binary interaction parameters.

PRODUCTION OF FeAl NANOSTRUCTURED ALLOY BY MECHANICAL ALLOYING AND ITS MICROSTRUCTURAL CHARACTERIZATION

En este trabajo se elaboró la aleación Fe40Al mediante la técnica de aleación mecánica (AM) a partir de una mezcla de polvos elementales de Fe y Al, empleando distintos tiempos de molienda. Se caracterizó la evolución en tamaño y morfología de los polvos empleados en el proceso de AM en función del tiempo de molienda mediante la técnica de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). Se empleó la técnica de Difracción de Rayos X (DRX) para caracterizar la evolución de la estructura cristalina de las fases obtenidas en función del tiempo de molienda. La aleación Fe40Al con estructura cristalina desordenada del tipo cúbico centrado en el cuerpo se formó a las 20 h de molienda. El tamaño nano-métrico de grano correspondiente a la aleación desordenada Fe40Al se redujo con el transcurso del tiempo mientras que su parámetro de red se incrementó con el transcurso del tiempo de molienda.

Abstract

In this work, a Fe40Al alloy was produced by the mechanical alloying technique, from a mixture of elemental powders constituted by Fe and Al, using different milling times. The evolution of size and morphology of powders depending on the milling time was characterized by scanning electron microscopy. The X-Ray Diffraction technique was utilized in order to characterize the crystalline structure evolution depending on the milling time. The Fe40Al alloy with a body centered cubic crystal structure was formed at 20 h of milling time. Besides, this alloy acquired a disordered crystal structure with a Nano metric grain size. The Nano metric grain size of disordered Fe40Al alloy was decreased at the same time as the milling time transcurred, while its lattice parameter was increased.

EVALUATION OF THE ENVIRONMENTAL RISK FOR THE PRESENCE OF MERCURY IN MINING TAILING INSIDE THE CITY OF ANDACOLLO, CHILE

El presente trabajo presenta la metodología para calcular la concentración de mercurio que se volatiliza hacia la atmósfera de la ciudad de Andacollo, que se encuentra presente en las tortas de relave que están dentro de la ciudad. Para calcular la cantidad de mercurio que se volatiliza, se empleó la ecuación de Penman-Monteith modificada, aplicando las variables termodinámicas para el mercurio y la climatología del sector. Se predice la distribución de este elemento en la atmósfera de la ciudad de Andacollo con la aplicación del programa Screen 3. Se pudo determinar que dentro de la ciudad de Andacollo pueden existir zonas con alta concentración de mercurio, los cuales pueden afectar la salud de la población.

Abstract

The present work presents the methodology to calculate the concentration of mercury that it is volatilized toward the atmosphere of the city of Andacollo present in the tailings cakes that are inside the city. To calculate the amount of mercury which is volatilized, we used the Penman-Monteith equation modified by applying the thermodynamic variables for mercury and sector climate. The distribution of this element is predicted in the atmosphere of the city of Andacollo with the application of the program Screen 3. It was determined that within the city of Andacollo may exist areas with high concentrations of mercury, which can affect the population’s health.

TECHNICAL AND ECONOMIC ASSESSMENT OF ANAEROBIC TREATMENT OF EFFLUENTS FROM A DAIRY FARM IN BUENOS AIRES PROVINCE, ARGENTINA

El presente trabajo desarrolla una alternativa de saneamiento a los impactos negativos en el ambiente, causados por la intensificación del sistema de producción y el manejo inadecuado de los residuos de un tambo de 1050 vacas, perteneciente al partido de Trenque Lauquen (Buenos Aires, Argentina). Utilizando la tecnología de digestión anaeróbica, que permite la degradación biológica de la materia orgánica en un ambiente sin oxígeno, se propuso un sistema de tratamiento, que permite la valoración de los subproductos obtenidos a través de la generación de electricidad y biofertilizante. La metodología de trabajo incluyó el análisis de datos preliminares de digestión anaeróbica de estiércol vacuno, caracterización del residuo generado, diseño del sistema de tratamiento y análisis técnico económico del mismo. Este proyecto demuestra la factibilidad de alcanzar el saneamiento del tambo con beneficios energéticos, desarrollando una gestión sustentable de los recursos y el ambiente.

Abstract

This paper develops an alternative sanitation to the negative environmental impacts caused by the intensification of the production system and the inadequate management of waste from a dairy farm with 1050 cows, belonging to Trenque Lauquen, Buenos Aires Province of Argentina. Anaerobic digestion technology allows the biological degradation of organic material in an oxygen free environment and it is proposed to develop a treatment system that allows evaluation of the products obtained through electricity generation and biofertilizer. The working methodology includes an analysis of preliminary data from anaerobic digestion of cattle manure, characterization of the generated waste, the design of the treatment system and a technical economic analysis. This study shows that it is possible to reach the dairy sanitation with energy benefits developing a sustainable resource and environmental management.

SENSITIVITY ANALYSIS OF KINETIC CONSTANTS AS A TOOL FOR ELUCIDATING THE POLYMERIZATION MECHANISM OF ACRYL-FURANIC COMPOUNDS

A partir del análisis de sensibilidad de las constantes cinéticas de un mecanismo propuesto para la polimerización radicálica de los compuestos acrilfuránicos [Acrilato (AF) y Metacrilato de Furfurilo (MF)] se investiga cuáles son los pasos elementales relevantes en la fenomenología. En este trabajo, se analiza la aplicación de la metodología de Come, la cual permite clasificar los pasos elementales de un mecanismo propuesto en 3 categorías: No sensible, No determinante y Sensible. Los resultados obtenidos con esta herramienta en la simulación de los datos experimentales de la polimerización radicálica de AF y MF revelan que el mecanismo cinético consta esencialmente de cinco pasos elementales: 1) Iniciación primaria, 2) propagación, 3) transferencias degradativas intermolecular y primaria, 4) reiniciación y 5) terminación cruzada. Así, considerando estos pasos elementales en modelos matemáticos, se pudo simular exitosamente la polimerización del AF y MF en diferentes condiciones experimentales.

Abstract

By means of the sensitivity analysis of kinetics constants in a proposed mechanism for radical polymerization of acrylfuranic compounds [Furfuryl Acrylate (FA) and Methacrylate (FM)],it is elucidated which elementary steps are relevant in the phenomenology. In this analysis, the application of Come’s methodology allows to classify the elementary steps of a mechanism in three categories: Non-sensible, Non-determinant, Sensible. The results obtained with this tool in modeling of experimental data in free radical polymerization of FA and FM suggest that kinetic mechanism consists mainly on five elementary steps: 1) Primary initiation, 2) propagation, 3) degradative transfers (which include intermolecular and primary), 4) re-initiation and 5) cross-termination. Thus, taking into account these elementary steps in mathematical modeling, the polymerization of FA and FM in different experimental conditions was successfully simulated.

LIGNIN, STRUCTURE AND APPLICATIONS: DEPOLYMERIZATION METHODS FOR OBTAINING AROMATIC DERIVATIVES OF INDUSTRIAL INTEREST

En este artículo se presentan datos significativos de las características estructurales de la lignina, los procesos de extracción y aislamiento a partir de la biomasa, y también las características de distintos tipos de ligninas comerciales. La revisión se centra en los diferentes procesos de despolimerización (hidrólisis, hidrogenólisis, hidrodesoxigenación, pirólisis, entre otros) desarrollados o investigados hasta el presente, analizando los distintos derivados aromáticos que pueden obtenerse en cada caso, así como las reacciones de interés a las que pueden someterse algunos de ellos. Las posibilidades de aplicación de la lignina y sus derivados en nuevos procesos industriales integrados en la bio-refinería del futuro son finalmente evaluados.

Abstract

In this article significant data related to the structural characteristics of lignin, the extraction and isolation processes from biomass, and also the characteristics of different types of commercial lignins are presented. The review focuses on the different depolymerization processes (hydrolysis, hydrogenolysis, hydrodeoxygenation, pyrolysis, among others) up to now developed and investigated analyzing the different aromatic derivatives obtained in each case, as well as the interesting reactions some of them may undergo. Application possibilities for lignin and its derivatives in new industrial processes integrated into the bio-refinery of the future are finally assessed.

TRANSPARENT CONDUCTING OXIDE SYNTHESIS OF ALUMINIUM DOPED ZINC OXIDES BY CHEMICAL COPRECIPITATIONS

Los óxidos de zinc dopados con Al (AZO) son promisorios reemplazantes de los óxidos de indio dopados con Sn (ITO) pero sus películas delgadas muestran un amplio rango de propiedades fuertemente dependientes de las condiciones del proceso de deposición. Se examinan cerámicos de granulometría submicrométrica de óxido de zinc dopado con 1% de aluminio, preparados por coprecipitación en solución acuosa, a partir de Zn(NO3)2 y Al(NO3)3, sinterizados a 1200°C y subsecuentemente templados en atmósfera controlada de 10-16 atm de oxígeno, a 1000°C. La resistividad eléctrica disminuye en dos órdenes de magnitud en las primeras dos horas de templado y el coeficiente Seebeck cambia de -140 a -50 µV/K gradualmente en 8 h. Se concluye que el aumento de la movilidad domina sobre el de densidad de portadores, inducido por cambios de la estequiometria metal oxígeno.

Abstract

Aluminium doped zinc oxides (AZO) are promising replacements for tin doped indium oxides (ITO) but thin films show a wide range of physical properties strongly dependent on deposition process conditions. Submicrometric 1% aluminum doped zinc oxide ceramics (AZO) are examined, prepared by coprecipitation, from Zn(NO3)2 and Al(NO3)3 aqueous solutions, sintered at 1200°C and subsequently annealed in 10-16 atm controlled oxygen fugacity atmospheres, at 1000°C. Electrical resistivity diminishes by two orders of magnitude after two hours of annealing and the Seebeck coefficient gradually changes from -140 to -50 µV/K within 8 h. It is concluded that increased mobility is dominant over the increased carrier density, induced by changes in metal-oxygen stoichiometry.

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF NEW HALOGENATED CURCUMINOIDS

En este trabajo se describe un novedoso procedimiento de síntesis de compuestos análogos a la curcumina con átomos de halógenos en su estructura que pudieran incrementar su solubilidad y actividad biológica. Fueron obtenidos cuatro curcuminoides halogenados con gran interés farmacológico, no reportados en la literatura. La síntesis se realizó mediante la condensación aldólica asistida por microondas de aldehídos aromáticos halogenados y acetilacetona, empleando morfolina como catalizador básico, en ausencia de disolventes y necesitando solo 1 min. de reacción. Los productos fueron purificados por tratamiento de la mezcla de reacción con metanol bajo la acción de ultrasonido, seguido por cromatografía de columna. Todos los compuestos obtenidos fueron caracterizados por espectroscopía infrarroja, resonancia magnética nuclear, análisis elemental cuantitativo y espectrometría de masas de alta resolución. Los datos de RMN-1H demuestran que en todas las estructuras de los curcuminoides sintetizados la forma enólica es la más favorecida.

Abstract

In this work a novel procedure of synthesis of compounds analogues to curcumin with halogens atoms in its structure is described, which can increase its solubility and biological activity. Four halogenated curcuminoids were obtained with great pharmacological interest, none of them reported in literature before. Synthesis was carried out by means of the aldol condensation assisted by microwaves of halogenated aromatic aldehydes and acetylacetona, using morpholine as basic catalyst, in absence of solvent, and the reaction just needed 1 min. The products were purified by treatment of the reaction mixture with methanol under ultrasound irradiation, followed by chromatographic column. All obtained compounds were characterized by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance, quantitative elementary analysis and high resolution mass spectrometry. The RMN-1H data demonstrate in all structures of synthesized curcuminoids the enol form is the most favored.