Etiqueta: Avances en Ciencias e Ingenieria

DETERMINATION OF HYDROGEN DESORBED THROUGH THERMAL CALORIMETRY IN A HIGH STRENGTH STEEL

El siguiente trabajo tiene como objetivo cuantificar la energía de activación (Ea) liberada de hidrógeno (H) desde los sitios, reversibles o irreversibles, de la red cristalina donde puede estar atrapado. Esta energía puede determinarse experimentalmente a través de las mediciones de las temperaturas pico obtenidas para dos velocidades de calentamiento diferentes, a 3ºC/min y 5ºC/min, en ensayos de calorimetría diferencial de barrido (DSC) desde temperatura ambiente hasta 500ºC. Por otra parte, para simular situaciones severas de ingreso de hidrógeno en un acero resulfurado de alta resistencia, se realizaron ensayos de permeación electrolítica sobre probetas aptas para ensayos de fatiga, variando las condiciones de carga. Posteriormente, las probetas fueron sometidas a ensayos de fatiga de bajo número de ciclos. Se concluye que el tipo de trampa que ancla más fuertemente a los átomos de H, son las inclusiones de MnS, siendo en consecuencia responsables de la fragilización durante la fatiga.

Abstract

The following study aims to quantify the release activation energy (Ea) of hydrogen (H) from lattice sites, reversible or irreversible, where the H can be trapped. Moreover, enthalpy changes associated with the main hydrogen (H) trapping sites can be analyzed by means of differential scanning calorimetry (DSC). In this technique, the peak temperature measurement is determined at two different heating rates, 3ºC/min y 5ºC/min, from ambient temperature to 500°C. In order to simulate severe conditions of hydrogen income into resulfurized high strength steel, electrolytic permeation tests were performed on test tubes suitable for fatigue tests. Sometimes during charging, H promoters were aggregated to electrolytic solution. Subsequently, the test tubes were subjected to flow cycle fatigue tests. Finally, irreversible trap which anchor more strongly H atoms are MnS inclusions. Its role on hydrogen embrittlement during fatigue tests is conclusive.

OPTIMIZATION IN THE RECOVERY OF Au AND Ag VIA CYANIDATION OF FOUNDRY IN SLAG

El objetivo del trabajo fue recuperar y mejorar la obtención de oro y plata, presentes en escorias de fundición, utilizando los mismos procesos metalúrgicos que en menas de oro.La escoria se concentró en una centrífuga tipo Knelson, obteniendo un concentrado (C1) y una cola (T1). Para mejorar la recuperación, se realizó la lixiviación intensiva de T1. Las variables utilizadas fueron: tamaño de partícula, concentración de NaCN (2000 y 4000 g/cm3) y aireación, siendo el tiempo de residencia 120 minutos. Se concluye que la recuperación de Au, aplicando concentración por gravedad (centrífuga Knelson) es del83.6%,siendo la recuperación de Ag del52.5%.La recuperación de Au se mejora a un 90.4% a través de la lixiviación de la cola de la separación centrífuga y 45.6 % de Ag. Siendo las condiciones óptimas: 4000 g/cm3 de NaCN y aireación artificial, tamaño[-14 # – +35#], en un tiempo de 98 horas.

Abstract

This work aim was to recover and improvethe extraction of gold and silver contained in the slag smelting, using the same metallurgical processes as in gold ores. The slag was concentrated in a centrifuge type Knelson, obtaining a(C1) concentrate and a (T1) tail. In order to optimize the recovery, an intensive T1 leaching was conducted. The variables used were: particle size, NaCN concentration (2000 to 4000 g/cm3) and aeration, with the residence time of 120 minutes. It is concluded that the recovery of Au, using gravity concentration (Knelson centrifuge) is 83.6%, with Ag recovery of 52.5%. Au recovery is optimized to 90.4% by means of leaching tail centrifugal separation and 45.6% of Ag. The optimal conditions are: 4000 g/cm3of NaCN and artificial aeration, size [-14 # – # +35], in a lapse of 98 hours.

APPLICATION OF MAGNETIC CATALYSTS TO THE CATALYTIC WET PEROXIDE OXIDATION (CWPO) OF INDUSTRIAL WASTEWATER CONTAINING NON BIODEGRADABLE ORGANIC POLLUTANTS

Se evalúa la actividad y estabilidad de un catalizador magnético (Fe3O4/γ-Al2O3) para llevar a cabo la oxidación de varios clorofenoles mediante CWPO. Los resultados se comparan con los obtenidos empleando un catalizador convencional (Fe2O3/γAl2O3), así como con el tradicional proceso Fenton homogéneo. El empleo de catalizadores sólidos permitió, además, un mejor aprovechamiento del H2O2, lográndose mayores grados de mineralización (75%). El catalizador magnético mostró una mayor velocidad de oxidación frente al convencional, lo que se relaciona con la presencia de las especies de Fe (II) y Fe (III). Por otra parte, el empleo de un catalizador con propiedades magnéticas presenta un interés evidente pues permite su rápida recuperación tras el tratamiento empleando un campo magnético. Dicho catalizador presentó, además, una alta estabilidad (lixiviación de hierro inferior al 1%), lo que unido a sus propiedades magnéticas, lo convierten en un catalizador muy interesante para el proceso CWPO.

Abstract

A new ferromagnetic γ-Al2O3-supported iron catalyst has been prepared and its activity and stability have been compared with those of a previous iron-based conventional catalyst and with the traditional homogeneous Fenton process in the oxidation of chlorophenols. The use of solid catalysts improved significantly the efficiency on the use of H2O2, achieving higher mineralization degrees. The magnetic catalyst led to significantly higher oxidation rates than the conventional one due to the presence of both Fe (II) and Fe (III). On the other hand, the use of a catalyst with magnetic properties is of interest, since it allows rapid recovery after treatment using a magnetic field. Moreover, it showed a high stability with fairly low iron leaching (<1%) upon CWPO runs. An additional clear advantage of this new catalyst is its easy separation and recovery from the reaction medium by applying an external magnetic field.

GAS-PARTICLE PARTITIONING OF POPS IN URBAN AIR FROM MADRID

En el presente trabajo se evaluó la presencia de algunos Contaminantes Orgánicos Persistentes (COP) en muestras de aire de la ciudad de Madrid (España), discriminando entre la fase gas (FG) y la materia particulada en suspensión (MPS). Para ello se utilizaron captadores activos de alto volumen (CAV) equipados con espumas de poliuretano y filtros de microfibra de vidrio. Los policlorobifenilos resultaron los contaminantes mayoritarios (104.6 ± 86.6 pg/Nm3, media ± desviación estándar), seguidos de polibromodifenil éteres (20.4 ± 11.6 pg/Nm3), declorane plus (0.8 ± 0.5 pg/Nm3) y finalmente policlorodibenzo-p-dioxinas y policlorodibenzofuranos (0.3 ± 0.1 pg/Nm3). Los resultados, en concordancia con los obtenidos en otras ciudades, no sólo confirman la presencia de COP en el aire de Madrid, sino que evidencian diferencias importantes en cuanto al fraccionamiento (presencia mayoritaria en la fase gas o en la fase particulada) entre los distintos analitos y congéneres evaluados.

Abstract

In present work the presence of several Persistent Organic Pollutants (POPs) in ambient air samples from the city of Madrid (Spain) was evaluated, discriminating between gas phase (FG) and suspended particulate matter (MPS). High-volume active samplers (HVS) equipped with polyurethane foam and glass microfiber filters were used to collect samples. The major pollutants were polychlorinated biphenyls (104.6 ± 86.6 pg/Nm3, mean ± standard deviation), following in decreasing order by polybrominated diphenyl ethers (20.4 ± 11.6 pg/Nm3), dechlorane plus (0.8 ± 0.5 pg/Nm3) and finally by polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (0.3 ± 0.1 pg/Nm3). The results, in agreement with those obtained in other cities, not only confirm the presence of POPs in the air of Madrid, but show significant differences in terms of fractionation (major presence in gas phase or in particulate phase) between different compounds and congeners evaluated.

DYNAMIC SYSTEM ANALYSIS WITH pplane8.m (MATLAB® toolbox)

En este trabajo se analizaron cuatro sistemas dinámicos (físico, químico, ecológico y económico), los cuales son representados por sistemas autónomos de dos ecuaciones diferenciales ordinarias. El objetivo principal es demostrar que pplane8.m es una herramienta computacional adecuada y eficiente. El análisis de los sistemas autónomos se llevó a cabo con base en la caracterización de sus puntos críticos de acuerdo a lo citado por Coughanowr & LeBlanc (2009) y con ayuda de pplane8.m (MATLAB® toolbox). Los principales resultados de este trabajo son que, pplane8.m (Polking, 2009) dibuja rápida y precisamente las trayectorias de todos los planos de fases, calcula con facilidad todos los puntos críticos y caracteriza correctamente cada uno de los puntos de equilibrio de los sistemas autónomos estudiados. Finalmente se puede decir que pplane8.m es una herramienta poderosa para ayudar en el proceso de enseñanza aprendizaje para estudiantes de un programa de ingeniería.

Abstract

In this work, four dynamic systems were analyzed (physical, chemical, ecological and economical), represented by autonomous systems of two ordinary differential equations. Main objective is proving that pplane8.m is an adequate and efficient computer tool. The analysis of autonomous systems was given by characterization of their critical points according to Coughanowr & LeBlanc (2009), with the MATLAB® toolbox pplane8.m. The main results are that pplane8.m (Polking, 2009) can quickly and precisely draw trajectories of each phase plane, it easily computes each critical point, and correctly characterize each equilibrium point of all autonomous studied systems. Finally, we can say that pplane8.m is a powerful tool to help the teaching-learning process for engineering students.

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.