Abstract This research developed a systemic study to identify the importance of the traditional bricks kilns for both the productive and commercial chain in the context of the single local productive arrangements in the Brazilian Amazon. The motivation was a large amount of firewood used by the traditional kilns in the firing phase of the bricks. Based on previous theoretical and practical studies applied to Concurrent Design Model, a technological adaptation was carried out between the traditional systems (iglu type Kiln) and the clean burning combustion systems (adiabatic burning). The proposed adaptation was validated by means of computational modeling and simulation. The research evaluated the technological context of the traditional kilns currently deployed in Brazil and South America. Therefore, the main goal is to pursue a solution that can reduce environmental impacts caused by the firing phase of the bricks productive process. The proposed design adaptation keeps the requirements for an efficient eco Design, considering the technical feasibility of clean technologies, as well as the economic conditions of the small and medium bricks manufacturers. The resulting adaptation yielded a reduction around 70% of firewood. Keywords: Systemic study, bricks kilns, reduce firewwod / Resumen - Español Mediante la evaluación del proceso productivo de ladrillos, y tomando como punto de partida para la investigación el uso abundante de insumos combustibles de origen maderero, en hornos tradicionales. Esta investigación desarrolló un análisis sistémico, buscando identificar la importancia de estos sistemas para el suministro de la cadena productiva y comercial, contextualizando la realidad de las pequeñas y medianas empresas del sector de la cerámica denominada roja, del polo alfarero de Iranduba, en la Amazonia Brasileña. Con base en estudios teóricos y prácticos, aplicados al método de diseño concurrente y métodos de simulación computacional, se desarrolló una adaptación tecnológica entre un modelo tradicional de horno (horno abobada) y el sistema de combustión por quema limpia, también conocido como quema adiabática. Esta adaptación posibilitó la reducción de insumo combustible de origen maderero, en aproximadamente el 70% de lo que se consume normalmente. Los aspectos estudiados en la investigación evaluaron el contexto tecnológico general de estos hornos, aún ampliamente utilizados, no sólo en la región de la Amazonia Brasileña, sino también en todo Brasil y en otros países de América del Sur. Por lo tanto, se buscó por medio de esta investigación una solución que pudiera reducir los impactos ambientales causados por esta fase del proceso productivo de la cerámica roja, manteniendo los preceptos del diseño eco eficiente, uniendo lo que es técnicamente factible en el área de tecnologías limpias, así como lo que pueda ser económicamente viable para el pequeño y mediano productor de cerámica Roja. Palabras clave: Estudio sistémico, hornos tradicionales de ladrillos, reducción insumos combustibles / Resum Per mitjà de l'avaluació del procés productiu de rajoles, i prenent com a punt de partida per a la investigació l'ús abundant d'insumos combustibles d'origen fuster, en forns tradicionals. Esta investigació va desenrotllar una anàlisi sistèmica, buscant identificar la importància d'estos sistemes per al subministrament de la cadena productiva i comercial, contextualitzant la realitat de les xicotetes i mitjanes empreses del sector de la ceràmica denominada roja, del pol terrisser d'Iranduba, en l'Amazònia Brasilera. Amb base en estudis teòrics i pràctics, aplicats al mètode de disseny concurrent i mètodes de simulació computacional, es va desenrotllar una adaptació tecnològica entre un model tradicional de forn (forn embadocada) i el sistema de combustió per crema neta, també conegut com crema adiabàtica. Esta adaptació va possibilitar la reducció d'insumo combustible d'origen fus Els aspectes estudiats en la investigació van avaluar el context tecnològic general d'estos forns, encara àmpliament utilitzats, no sols en la regió de l'Amazònia Brasilera, sinó també en tot Brasil i en altres països d'Amèrica del Sud. Per tant, es va buscar per mitjà d'esta investigació una solució que poguera reduir els impactes ambientals causats per esta fase del procés productiu de la ceràmica roja, mantenint els preceptes del disseny eco eficient, unint el que és tècnicament factible en l'àrea de tecnologies netes, així com el que puga ser econòmicament viable per al xicotet i mitjà productor de ceràmica Roja, en aproximadament el 70% del que es consumix normalment. Paraules clau: Anàlisi sistèmica, forns tradicionals, d'insumos combustibles / Cordeiro Mota, S. (2017). Un estudio sistémico sobre el diseño de los hornos tradicionales de cerámica roja para contribuir con la sostenibilidad de la Amazonia brasileña [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90656 / TESIS

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En esta tesis doctoral se ha optimizado el desarrollo de catalizadores basados en cobre y óxidos mixtos BaTiO3 con estructura perovskita para ser utilizados en la eliminación de los NOx, emitidos por los vehículos diésel, mediante el proceso de almacenamiento y reducción de NOx (NSR). La actividad de los catalizadores para el almacenamiento de NOx ha sido analizada en distintas atmósferas, en condiciones de temperatura programada y mediante ciclos de adsorción y reducción de NOx a distintas temperaturas. Además, se ha llevado a cabo un estudio mecanístico del proceso de almacenamiento de NOx y se ha probado el efecto de la incorporación en la estructura de otros cationes alcalinotérreos, en la resistencia al envenenamiento por SO2 del óxido mixto.

Los neurotransmisores, las quinonas y las enzimas redox desempeñan un papel muy importante en muchos procesos biológicos. Todos ellos tienen en común su importante papel en diferentes reacciones redox biológicas. Los neurotransmisores participan en los procesos de transmisión de impulsos nerviosos de organismos multicelulares; las enzimas redox actúan como catalizadores de un gran número de procesos biológicos basados en reacciones de transferencia de electrones que permiten obtener la energía necesaria para el sustento de la vida, tales como la reducción de oxígeno (O2) a agua (H2O) durante la respiración, la oxidación de azúcares a CO2 u otras vías metabólicas como la glicólisis o la fosforilación oxidativa. Esta tesis se centra en la caracterización de neurotransmisores (dopamina), quinonas (4-etilcatecol, 4-metilcatecol y catecol) y enzimas redox (CueO, lacasa perteneciente al grupo de las multicobre oxidasas) desde un punto de vista fundamental utilizando la electroquímica como herramienta de trabajo. Para ello, se han empleado como principales técnicas experimentales la voltametría cíclica (CV), el desplazamiento de carga con CO, las espectroscopías infrarroja (FTIR y ATR), Ultravioleta-Visible (UV-vis) y Raman, así como la microscopía de efecto túnel (STM). En el primer capítulo el trabajo de la tesis se contextualiza dentro del campo de la bioelectrocatálisis y de las biopilas de combustible. Además, se describen también los diferentes procedimientos utilizados para la funcionalización de electrodos y la inmovilización de enzimas. De la misma forma, también se resumen las propiedades de las catecolaminas y multicobre oxidasas, así como sus estructuras típicas, reacciones, mecanismos de transferencia de electrones y métodos de síntesis. Los contenidos principales de la tesis están estructurados en dos partes diferentes. La primera parte describe la reactividad de las catecolaminas sobre electrodos de oro, platino y carbón tipo diamante, prestando especial atención a los procesos de adsorción y oxidación registrados a bajos y altos potenciales, respectivamente. La segunda parte describe las condiciones óptimas para la catálisis de la reacción de reducción de O2 por parte de la CueO y su comportamiento electroquímico y espectroscópico. El efecto de compuestos comúnmente descritos en la literatura como inhibidores también está recogido en los capítulos 6 y 8.

Esta Tesis Doctoral trata sobre la funcionalización de materiales carbonosos con elevado contenido de microporosidad con grupos funcionales nitrogenados y su uso como electrodos de supercondensadores y electrocatalizadores de la reacción de reducción de oxígeno. De este modo, este trabajo describe la incorporación de grupos funcionales nitrogenados mediante distintas metodologías en materiales carbonosos de elevada microporosidad (carbones activados y materiales carbonosos nanomoldeados), su caracterización química y electroquímica en distintos electrolitos (orgánicos, acuosos y líquidos iónicos) y su comportamiento en las aplicaciones propuestas.

En el presente capitulo se tiene como objetivo establecer el marco teórico que sirva de base para comprender los conceptos utilizados en el desarrollo de la investigación propuesta. Para lo cual se abordaran conceptos y características de la Planificación de la Demanda, que nos permite entender el inicio de la actividad de planificación de la cadena de suministro frente al requerimiento y pedido del cliente, Planificación de la Producción, en donde se contemplan los requerimientos, necesidades, recursos y restricciones que se tienen en el proceso productivo y el beneficio de contemplarlo en el proceso de planificación. También se abordaran conceptos de cadena de suministro dado que la investigación desarrollada está alineada a impactar favorablemente en ella, herramientas de mejora continua y gestión por procesos enfocados a entender la importancia de evaluar la organización por procesos y el continuo mejoramiento del mismo que permita organizaciones consolidadas impactando cada vez más en la satisfacción del cliente. / Tesis

En la búsqueda de alternativas viables y limpias medioambientalmente para la obtención de energía, las tecnologías basadas en el uso del hidrógeno y los dispositivos electroquímicos como las pilas de combustible son las alternativas energéticas que mayor interés han despertado en la actualidad. Surgiendo así el término “economía del hidrógeno” con el objetivo de encontrar nuevos métodos de producir y almacenar hidrógeno con el fin de reducir la dependencia energética de los combustibles fósiles, de una forma limpia y renovable. El hidrógeno podría ser generado a partir de otras fuentes primarias como las renovables o la nuclear. En esta Tesis Doctoral, se han preparado catalizadores basados en nanopartículas de paladio soportadas sobre materiales carbonosos para su uso en pilas de combustible (reacción de reducción de oxígeno y reacción de oxidación de metanol) y la producción de hidrógeno a través de la descomposición de ácido fórmico. Los catalizadores de Pd soportados han sido evaluados como electrocatalizadores para la reacción de reducción de oxígeno en medio alcalino, estudiando el efecto de las diferentes estructuras de los soportes, así como el efecto del polímero empleado como agente protector. La actividad electrocatalítica de los catalizadores de Pd sintetizados en la reacción de reducción de oxígeno mejora al quitar el PVP mediante un tratamiento térmico. El empeoramiento de la actividad catalítica se observa sobre todo en las muestras soportadas sobre nanotubos de carbono (Pd/NT) y negro de carbón Vulcan (Pd/V). Mientras que en la muestra soportada sobre un negro de carbón de elevada área superficial (Pd/CD), el efecto debido al polímero no es significativo como consecuencia de la interacción de la microporosidad del soporte con las moléculas de PVP unidas a las nanopartículas metálicas. También se evaluó la estabilidad de estos catalizadores, comprobándose en el catalizador Pd/CD que, tras alcanzar una corriente estable, se mantiene durante 12 h, solo disminuyendo un 82% la corriente inicial. También se empleó el catalizador Pd/CD_TT como cátodo en una MEA, utilizando el catalizador comercial de Pt como ánodo, en una pila de combustible, obteniéndose un óptimo rendimiento con una baja cantidad de paladio. Se ha evaluado la actividad electrocatalítica del catalizador Pd/CD en la reacción de oxidación de metanol y estudiado el efecto del agente protector empleado en la síntesis de las nanopartículas metálicas. Se observa que el catalizador que conserva una cantidad remanente del agente protector (PVP) presenta una mejor actividad que la muestra en la que se ha eliminado el polímero térmicamente. Por tanto, las moléculas de PVP ancladas a las nanopartículas de Pd poseen un efecto positivo en la actividad catalítica de la oxidación de metanol. Además, ambos catalizadores presentan una buena estabilidad, no decreciendo la actividad en el ciclo 10. Por otro lado, también se realizó un estudio mediante espectroscopía FTIR in situ del cual se observó que el principal producto de la oxidación del metanol en medio alcalino es el formiato. Los catalizadores basados en nanopartículas de Pd recubiertas de PVP y soportadas en varios materiales de carbono, fueron evaluados en la reacción de descomposición del ácido fórmico en la fase líquida. Entre los catalizadores investigados, los preparados con el soporte de MWCNT mostraron el mejor rendimiento, lo que podría estar relacionado con su estructura 1D y su superficie externa altamente disponible. Además, los catalizadores basados en PVP-Pd mostraron mejores actividades en comparación con las muestras sin PVP, lo que podría atribuirse al aumento de la hidrofilicidad de los materiales y de la interacción con el ácido fórmico. Este aumento de la hidrofilicidad favorece la dispersión de los catalizadores en el medio de reacción y mejora el contacto entre las moléculas de reactivo y los sitios catalíticos activos. Se podría considerar que la selección adecuada del agente de protector y del soporte catalítico, con estructura porosa adaptada, daría lugar a sistemas catalíticos prometedores para la presente aplicación. Los catalizadores de Pd soportados han sido evaluados como electrocatalizadores para la reacción de reducción de oxígeno en medio alcalino, estudiando el efecto de las diferentes estructuras de los soportes, así como el efecto del polímero empleado como agente protector. La actividad electrocatalítica de los catalizadores de Pd sintetizados en la reacción de reducción de oxígeno mejora al quitar el PVP mediante un tratamiento térmico. El empeoramiento de la actividad catalítica se observa sobre todo en las muestras soportadas sobre nanotubos de carbono (Pd/NT) y negro de carbón Vulcan (Pd/V). Mientras que en la muestra soportada sobre un negro de carbón de elevada área superficial (Pd/CD), el efecto debido al polímero no es significativo como consecuencia de la interacción de la microporosidad del soporte con las moléculas de PVP unidas a las nanopartículas metálicas. También se evaluó la estabilidad de estos catalizadores, comprobándose en el catalizador Pd/CD que, tras alcanzar una corriente estable, se mantiene durante 12 h, solo disminuyendo un 82% la corriente inicial. También se empleó el catalizador Pd/CD_TT como cátodo en una MEA, utilizando el catalizador comercial de Pt como ánodo, en una pila de combustible, obteniéndose un óptimo rendimiento con una baja cantidad de paladio. Se ha evaluado la actividad electrocatalítica del catalizador Pd/CD en la reacción de oxidación de metanol y estudiado el efecto del agente protector empleado en la síntesis de las nanopartículas metálicas. Se observa que el catalizador que conserva una cantidad remanente del agente protector (PVP) presenta una mejor actividad que la muestra en la que se ha eliminado el polímero térmicamente. Por tanto, las moléculas de PVP ancladas a las nanopartículas de Pd poseen un efecto positivo en la actividad catalítica de la oxidación de metanol. Además, ambos catalizadores presentan una buena estabilidad, no decreciendo la actividad en el ciclo 10. Por otro lado, también se realizó un estudio mediante espectroscopía FTIR in situ del cual se observó que el principal producto de la oxidación del metanol en medio alcalino es el formiato. Los catalizadores basados en nanopartículas de Pd recubiertas de PVP y soportadas en varios materiales de carbono, fueron evaluados en la reacción de descomposición del ácido fórmico en la fase líquida. Entre los catalizadores investigados, los preparados con el soporte de MWCNT mostraron el mejor rendimiento, lo que podría estar relacionado con su estructura 1D y su superficie externa altamente disponible. Además, los catalizadores basados en PVP-Pd mostraron mejores actividades en comparación con las muestras sin PVP, lo que podría atribuirse al aumento de la hidrofilicidad de los materiales y de la interacción con el ácido fórmico. Este aumento de la hidrofilicidad favorece la dispersión de los catalizadores en el medio de reacción y mejora el contacto entre las moléculas de reactivo y los sitios catalíticos activos. Se podría considerar que la selección adecuada del agente de protector y del soporte catalítico, con estructura porosa adaptada, daría lugar a sistemas catalíticos prometedores para la presente aplicación.

Esta tesis doctoral describe el desarrollo de un tratamiento electroquímico para las aguas de rechazo de una planta de Electrodialisis Reversible (EDR). El objetivo del tratamiento es la reducción de la alta concentración de nitratos de estas aguas, ya que las normativas de vertido se están volviendo cada día más estrictas con este parámetro. Para ello, se propone el uso de la desnitrificación electroquímica, la cual persigue la conversión total del nitrato en nitrógeno gas. Dado que las aguas también tienen un alto grado de dureza, lo cual puede ser problemático para la desnitrificación electroquímica, se propone el uso de la técnica de ablandamiento electroquímico en primer lugar. En esta tesis ambos métodos electroquímicos se desarrollan a escala laboratorio y se sientan las bases para un futuro escalado. Se proponen y prueban diversas innovaciones tras un análisis del estado del arte, con objeto de aumentar su eficiencia y rentabilidad. Las innovaciones para el proceso de ablandamiento electroquímico incluyen el uso de un cátodo tridimensional, el diseño de un práctico reactor electroquímico y un proceso de electrólisis pareada. En cuanto a la técnica de desnitrificación electroquímica, la principal innovación es el uso de combinaciones de Bi y Sn, las cuales no se han probado nunca para este proceso. Se preparan y prueban tanto electrodos nanoparticulados Bi-Sn como electrodos masivos de una aleación eutéctica de Bi-Sn. Se busca un efecto sinérgico entre los metales que mejore las propiedades del material respecto a los metales puros, tanto en actividad catalítica como en selectividad para la formación de N2. Durante el desarrollo del proceso, se investigan los diversos parámetros operacionales con el fin de obtener las mayores eficiencias y los menores consumos energéticos posibles. El proceso desarrollado y optimizado resulta prometedor para el tratamiento de las aguas de rechazo EDR.

La propuesta tiene como objetivo mejorar el proceso productivo y la gestión de compras para lograr una mayor eficiencia y aumentar la competitividad de la empresa en el mercado. En ese sentido, se desarrolló e implementó un plan de optimización para el proceso de producción que comenzó con el análisis de la causa raíz, con ello, se determinó que existe una gestión de procesos inadecuada y una planificación y control de producción ineficientes. Por lo tanto, la propuesta consiste en el uso de herramientas lean para todo el proceso operativo en la gestión de compras, y la estandarización con 5s para mediciones y controles en las operaciones. El uso de estas herramientas como un conjunto, permite reducir los tiempos de ciclo, controlar las operaciones y sistematizarlas para que funcionen de forma agrupada y automática. Por último, queremos ser parte de esta nueva era digital y desarrollarla a un más alto nivel, ya que con ayuda del diseño se tienen las estrategias definidas y el plan completo para efectuar la mejora, encontramos una de las mejores plataformas de aplicaciones empresariales open source que ayuda a potenciar el negocio para obtener un sistema que coordine sus procesos de manera automática, el cual certifique el buen funcionamiento de la entidad y permita prestar un servicio de calidad. Como resultado de la aplicación, hubo una reducción en el tiempo de ciclo del 8%, la tasa de reprocesamiento en un 10% y los costos de producción se redujeron en 11.2% durante el primer semestre. / The proposal aims to improve the performance of the production process and the management of purchases to achieve greater efficiency and increase the competitiveness of the company in the market. In that sense, an optimization plan was developed and implemented for the production process of the company that began with the analysis of the root cause, it was determined that there is inadequate process management and inadequate production planning and control. Therefore, the proposal consists in the use of lean tools such as lean logistics for the entire operational process in purchasing management and standardization with 5s for measurements and controls in the operations of the production area. The use of these tools as a set, allows reducing cycle times, controlling operations and systematizing them so that they work in a grouped and automatic way. As a result of the application, there was a reduction in the cycle time of 8%, the reprocess rate in 10% and delays in the delivery time of the finished products by 25% less. Finally, production costs were reduced by 11.2% for the first semester. / Trabajo de Suficiencia Profesional