111 |
Reducción en importación de resinas sintéticas y su impacto en los costos de producción de stretch film para el packaging del sector alimenticio, Lima Metropolitana año 2020Culqui Santillan, Elizabeth, Vega Quicaño, Liliana 03 March 2022 (has links)
El actual estudio tiene como propósito principal describir la reducción de las importaciones de resinas sintéticas y su impacto en los costos de producción de stretch film para el packaging del sector alimenticio en Lima Metropolitana año 2020, para ello; se estudiaron las variables de disminución de importaciones, costos de producción de stretch film y su impacto en la industria del packaging del sector alimenticio a través de dimensiones como: tiempo de importación, escasez de resinas sintéticas, costos de producción, costo unitario, ventas y precio de venta fijado. El contenido del estudio consta de cinco capítulos; El marco teórico del primer capítulo, expone las teorías científicas y las bases legales que sustentan la investigación. El segundo capítulo incluye el plan de investigación, conformado por el planteamiento del problema en el contexto de la pandemia por el COVID 19, los objetivos generales, los objetivos específicos, los supuestos específicos y los supuestos generales de la tesis. El capítulo III presenta en detalle la metodología de la investigación cualitativa y cuantitativa. El capítulo IV, presenta el análisis de los resultados cualitativos y cuantitativos y, se comprueba la hipótesis general acerca de la reducción en importación de resinas sintéticas para la fabricación del stretch film durante el 2020 y su impacto negativo en los costos de producción según la información suministrada en los instrumentos de recolección de datos, para el packaging del sector alimenticio en Lima Metropolitana. Finalmente, en el capítulo V, se analizan las conclusiones y recomendaciones de acuerdo a los resultados obtenidos de forma coherente con los objetivos propuestos, destacando la pertinencia del estudio y su impactó en el sector industrial. / The main purpose of this study is to describe the reduction in imports of synthetic resins and their impact on the production costs of stretch film for packaging in the food sector in Metropolitan Lima in 2020, for this; The variables of decrease in imports, production costs of stretch film and its impact on the packaging industry of the food sector were studied through dimensions such as: import time, shortage of synthetic resins, production costs, unit cost, sales and fixed selling price. The content of the study consists of five chapters; The theoretical framework of the first chapter exposes the scientific theories and the legal bases that support the investigation. The second chapter includes the research plan, made up of the problem statement in the context of the COVID 19 pandemic, the general objectives, the specific objectives, the specific assumptions and the general assumptions of the thesis. Chapter III presents in detail the methodology of qualitative and quantitative research. Chapter IV presents the analysis of the qualitative and quantitative results and the general hypothesis about the reduction in the import of synthetic resins for the manufacture of stretch film during 2020 and its negative impact on production costs according to the information provided in the data collection instruments, for the packaging of the food sector in Metropolitan Lima. Finally, in chapter V, the conclusions and recommendations are analyzed according to the results obtained in a manner consistent with the proposed objectives, highlighting the relevance of the study and its impact on the industrial sector. / Tesis
|
112 |
Propuesta de mejora para incrementar la rentabilidad en una empresa de plástico utilizando lean green y economía circularDíaz Salazar, Roberth Fabrizio, Gambetta Carpio, Marcelo Fabrizio 29 October 2021 (has links)
El sector plástico a nivel mundial, es uno de los que más genera desperdicios, ya que la población los desecha inadecuadamente, de manera que las leyes actuales tengan como objetivo minimizar el uso de estos productos en base a este material o que estos sean reutilizables. Es por ello que, en el presente artículo se propone un modelo para el aumento de la rentabilidad en las empresas PYMES del sector plástico utilizando metodología Lean-Green. Las herramientas a utilizar será las 5´s, KanBan para el control de inventarios y TPM para estandarizar nuevos procesos de mantenimiento correctivo y preventivo, como aporte añadido se incluirá un proceso de economía circular para la reutilización de los productos comercializados, para generar menores consumos y desechos sólidos que perjudiquen al medio ambiente, cumpliendo con los estándares impuestos. Los resultados obtenidos fue una reducción del 11%” en la adquisición de materia prima y repuestos para mantenimiento de máquinas, también una reducción del número de fallas por maquina en 4%. / The plastic sector worldwide is one of the sectors that generates the most waste, since the population disposes of it improperly, so that the current laws will have the objective of minimizing the use of these products based on this material or that they are reusable. That is why, in this article, a model is proposed to increase profitability in SME companies in the plastic sector using Lean-Green methodology. The tools to be used will be the 5's, KanBan for inventory control and TPM to standardize new corrective and preventive maintenance processes, as an added bonus a circular economy process will be lost for the reuse of marketed products, to generate lower consumption and solid waste that harm the environment, complying with the imposed standards. The results obtained were an 11% reduction” in the acquisition of raw material and spare parts for machine maintenance, as well as a 4% reduction in the number of failures per machine. / Tesis
|
113 |
Estrategias para mejorar la logística de transporte de una empresa contratista de obras civiles para disminuir los costos de transporteCabrera Egas, Joel Jesús Josué 01 June 2021 (has links)
El objetivo de la investigación fue proponer estrategias para mejorar la logística de transporte de una empresa contratista de obras civiles, determinando las operaciones logísticas que no agregan valor al proceso y generan un incremento en los costos de transporte. La metodología se basó en primer lugar, en el diagnóstico de la empresa, mediante un mapeo de la cadena de valor y la verificacion de los procedimientos mediante un mapeo completo del proceso logistico, determinándose la actividad que no genera valor a la logística del transporte, luego de la verificacion del problema y las causas raíz se analizaron mediante el diagrama causa-efecto, la técnica de grupo nominal, el diagrama de Pareto y lo 5W, obteniéndose 4 causas que representan el 82,08% del problema, luego se realizó un diagrama de Gantt para la planificación de la implementación de las estrategia, en el cual tuvo una duración de 24 días, seguidamente, se desarrolló la cadena de suministro y característica del proceso de transporte, se estableció CTQ’s, el tiempo de ciclo para la capacidad del proceso, donde se obtuvo un Cp=0.05, Cpk<1, nivel sigma de 3 donde se detalla el incumplimiento del 49%, luego se realizó un análisis FODA donde se obtuvo 12 estrategias a aplicar, después de priorizar las misma, se desarrollaron las siguientes: 1) estrategias de misión y visión, 2) procedimientos para la gestión de logística de transporte y 3) evaluación de proveedores. Se concluye con la validación de las mejoras propuestas realizada con la simulación del proceso, usando el software Arena, que si logramos aplicar una adecuada gestión de proveedores y mejoras en los procedimientos de trabajo basados en la metodología DMAIC, lograremos reducir: el tiempo promedio de entrega de ordenes en un 12.07%, las entregas de órdenes retrasadas de 42.75% (escenario 1) a 20.58 %(escenario 3) y finalmente, incrementar las entregas de órdenes a tiempo de 57.25% (escenario 1) a 79.42%(escenario 3). / The objective of the research was to propose strategies to improve the transport logistics of a civil works contractor, determining the logistics operations that do not add value to the process and generate an increase in transport costs. The methodology was based in the first place, on the diagnosis of the company, through a mapping of the value chain and the verification of the procedures through a complete mapping of the logistics process, determining the activity that does not generate value to the transport logistics, After verifying the problem and the root causes, they were analyzed using the cause-effect diagram, the nominal group technique, the Pareto diagram and the 5W, obtaining 4 causes that represent 82.08% of the problem, then a Gantt chart was made for the planning of the implementation of the strategies, in which it lasted 24 days, then the supply chain and characteristic of the transportation process were developed, CTQ's were established, the cycle time for the process capacity, where a Cp = 0.05, Cpk <1, sigma level of 3 where the non-compliance of 49% is detailed, then a SWOT analysis was carried out where 12 strategies were obtained to apply, after prioritizing the same , the following were developed: 1) mission and vision strategies, 2) procedures for transport logistics management and 3) supplier evaluation. It concludes with the validation of the proposed improvements carried out with the simulation of the process, using the Arena software, / Trabajo de Suficiencia Profesional
|
114 |
Síntesis de electrocatalizadores basados en perovskitas, espinelas y materiales carbonosos para reacciones de almacenamiento y producción de energíaFlores-Lasluisa, Jhony Xavier 11 June 2021 (has links)
En la presente Tesis Doctoral se centra en la síntesis de óxidos con estructura perovskita y espinela para las reacciones electroquímicas de reducción de oxígeno (ORR), evolución de oxígeno (OER) y evolución de hidrógeno (HER). Debido a que los óxidos metálicos poseen una baja conductividad eléctrica y baja área superficial que limitan sus aplicaciones catalíticas se mezclan con materiales de carbón para mitigar estas dos desventajas. Además, los materiales de carbón juegan un papel fundamental en las reacciones catalíticas favoreciéndolas debido a un efecto sinérgico con los óxidos metálicos. Los óxidos tipo perovskita LaB1-xB'xO3 (donde B es Mn o Ni y B' es Co) se sintetizaron a través de un método sol-gel. Tal como se puede observar en la formulación en este tipo de perovskitas se realiza una sustitución parcial del catión B con otro metal de transición 3d con el fin de modificar las propiedades fisicoquímicas y de este modo mejorar la actividad catalítica. Los materiales obtenidos presentan una buena actividad catalítica tanto en la ORR como en la OER. Del conjunto de materiales obtenidos se ha observado que los materiales. LaMn1-xCoxO3/ Vulcan presentan una buena actividad catalítica en la ORR, mientras que los materiales LaNi1-xCoxO3/ Vulcan tienen un mejor comportamiento en la OER. Además los materiales presentan una buena estabilidad y en el caso de la ORR una buena tolerancia al metanol. Además, con el fin de incrementar el número de sitios catalíticos en superficie se ha modificado la relación atómica de lantano y manganeso durante la síntesis y se ha obtenido materiales con una buena actividad catalítica debido al aumento de sitios catalíticos de Mn en la superficie debido a la formación de nuevas fases cristalinas catalíticamente activas. Los óxidos con estructura tipo espinela CuFe2O4 se han sintetizado mediante un método solvotermal con el fin de obtener nanopartículas para la ORR. Además, con el fin de mejorar las propiedades físicas, el óxido posteriomente se ha sometido a un tratamiento térmico a diferentes temperaturas pudiéndose observar que la temperatura afecta a la formación de nuevas fases cristalinas más activas catalíticamente y al tamaño promedio de los cristales. Por lo tanto, el tratamiento térmico es una buena forma de modificar la actividad catalítica de estos óxidos. Para el estudio de la HER se han sintetizado nanopartículas de Co3O4 mediante un método de nanocasting, y con el fin de mejorar su comportamiento catalítico se ha dopado con Cu dando lugar a la formación de las espinelas CuCo2O4. Los óxidos obtenidos se han mezclado físicamente con un carbón activado de alta área superficial que mejora la actividad catalítica de los óxidos debido a un efecto sinérgico de ambos materiales. En general, los materiales sintetizados durante la elaboración de esta Tesis Doctoral presentan un buen comportamiento catalítico para las reacciones electroquímicas comentadas y, por lo tanto, se pueden considerar como materiales alternativos para sustituir a los actuales basados en metales nobles.
|
115 |
Nuevos algoritmos para el problema de secuenciación en máquinas paralelas no relacionadas y generalizacionesFanjul Peyró, Luis 01 February 2011 (has links)
Para iniciar esta Tesis Doctoral se buscó un problema de producción sencillo
pero de amplia aplicación práctica que permitiera adaptarlo para llegar
a problemas más generales y de más amplia aplicación. Por este motivo, nos
centramos en las máquinas paralelas, y dentro de ellas, en las no relacionadas
dado que son una generalización de los casos de máquinas idénticas y de las
uniformemente relacionadas. Escogimos el objetivo de minimizar el tiempo
máximo de finalización o Cm ax, uno de los más comunes de la literatura. Este
problema tiene la facultad de que, a pesar de su carácter teórico, tiene una
amplia aplicación práctica, como el caso de secuenciar las tareas de los hornos
de cocción cerámicos. Por otra parte se quería ampliar el problema para el
caso en que no se usaran todas las máquinas o no se hicieran todos los trabajos
necesariamente.
Las metas perseguidas son el presentar unos algoritmos sencillos y potentes
para la resolución del problema R//Cm ax, capaces de constituirse en el estado
del arte. Dado que los modernos ordenadores montan casi en su totalidad varios
núcleos en su CPU y los algoritmos se van adaptando a este hecho, también se
ha buscado realizar una adaptación de los algoritmos para su uso en paralelo.
Finalmente, se pone como meta el encontrar métodos eficaces y sencillos para
la resolución de problemas de este tipo en donde no se emplearan todas las
máquinas o no se realizaran todos los trabajos.
En la presente Tesis Doctoral se realizó un amplio estudio de la literatura
existente respecto al problema de máquinas paralelas no relacionadas y se
extrajo el estado del arte, así como un estudio del posible tipo de instancias a
emplear, dado que no existía una grupo de instancias tipo para este problema.
Se presentan cuatro algoritmos iniciales sencillos que mejoran los resultados
del estado del arte en algunos casos y dan mejores resultados de media en el
conjunto total de instancias tratadas. / Fanjul Peyró, L. (2011). Nuevos algoritmos para el problema de secuenciación en máquinas paralelas no relacionadas y generalizaciones [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/9312
|
116 |
Simulación eficiente de las relaciones río-acuífero en sistemas de utilización conjunta mediante técnicas de reducción de modelos lineales invariantes en el tiempoÁlvarez Villa, Óscar David 03 September 2014 (has links)
En este trabajo se ha estudiado la posibilidad de usar algunas t ecnicas de reducci on
para lograr una simulaci on m as e ciente del
ujo subterr aneo en los acu feros contenidos en
modelos de uso conjunto. As , el principal enfoque de esta investigaci on ha sido relacionar
la parametrizaci on de las relaciones r o-acu fero con las caracter sticas del modelo reducido
para encontrar los efectos de dicha parametrizaci on sobre la e ciencia de la reducci on.
La primera metodolog a propuesta, denominada M etodo de los AutoValores con Compresi
on Selectiva y Enmascaramiento Modal (MAV-CSEM), puede reducir dram aticamente
el tama~no de un modelo de
ujo subterr aneo, aumentando la e ciencia de su ejecuci
on y disminuyendo la memoria virtual requerida. A efectos pr acticos, el MAV-CSEM
utiliza los siguiente conceptos novedosos: (i ) modos efectivos, (ii ) modos residuales, (iii )
l mite de participaci on modal, (iv ) m ascara de estados efectivos y (v) nivel de continuidad.
Este marco conceptual no solamente ayuda a identi car los modos que m as contribuyen a
la respuesta del acu fero por causa de las excitaciones externas, sino que tambi en ayuda
a lograr una simulaci on m as r apida del
ujo en el acu fero que la obtenida por el MAV
cl asico. La principal ventaja del MAV-CSEM es que, aumentando el n umero de celdas del
modelo, se puede considerar m as detalladamente la variabilidad espacial de los par ametros
hidr aulicos del acu fero en la modelaci on del
ujo subterr aneo, sin que la e ciencia
computacional de las simulaciones se vea considerablemente afectada, especialmente cuando
dicho acu fero forma parte del modelo de un sistema de uso conjunto. El MAV-CSEM
ha sido probado en acu feros rectangulares homog eneos simples. Los resultados obtenidos
tienen un comportamiento similar a los simulados usando el MAV cl asico o las Diferencias
Finitas (DF), pero la simulaci on es mucho m as e ciente. Se ha efectuado un an alisis de
sensibilidad del impacto de cambiar la parametrizaci on de las condiciones de contorno
tipo r o, en funci on de la conductancia del lecho, sobre algunos par ametros de control del
acu fero como las alturas piezom etricas, los vol umenes almacenados y los caudales de intercambio
r o-acu fero. De los resultados de dicho an alisis se concluye que, al disminuir la
conductancia del r o, se mejora el comportamiento del MAV-CSEM por que se necesitan
menos modos para obtener resultados con ables en las variables antes mencionadas.
El MAV-CSEM permite desarrollar criterios de base f sica para generar modos efectivos
m as e cientemente, para remover los modos residuales y para construir las m ascaras
de estados efectivos que aceleran la ejecuci on de las simulaciones. En base a estas ideas,
se han propuesto algoritmos para generar los modos efectivos y con gurar las m ascaras
de estados efectivos. Estos algoritmos se basan en m etodos iterativos para resolver Problemas
Generalizados de AutoValores Sim etricos y Dispersos (PGAVSD), combin andolos
con ndices de base f sica que permiten evaluar la efectividad de un modo generado y detener
la secuencia de generaci on modal. La detecci on de los modos efectivos se ha basado en
la evaluaci on de sus coe cientes de reparto, compar andolos con el l mite de participaci on
modal impuesto. La parada de la generaci on de los modos efectivos ha sido evaluada calculando
los coe cientes de reparto acumulados modales y compar andolos con el nivel de
conservaci on impuesto sobre el modelo reducido. Las ventajas de incluir dichos criterios en la resoluci on de un PGAVSD son: (i ) se evita la ejecuci on de operaciones innecesarias, (ii )
se preserva la ecuaci on de continuidad para el volumen que entra al acu fero proveniente
de las acciones exteriores de forma relativamente adecuada y (iii ) al usar algoritmos iterativos
basados en el producto matriz-vector disperso para resolver PGAVSD, se mantiene
la estructura dispersa de las matrices que componen el modelo de
ujo, la cual se puede
usar para ahorrar operaciones computacionales y disminuir el almacenamiento requerido
en las simulaciones.
En este trabajo se han implementado dos generadores dispersos de modos efectivos. El
primero de ellos est a basado en una modi caci on de la iteraci on de gradiente conjugado
con de
aci on que usa precondicionamiento ILU para acelerar las iteraciones vectoriales
y minimizar el cociente de Rayleigh. La antes mencionada generaci on vectorial ha probado
ser muy e ciente cuando es necesario calcular una peque~na cantidad de los modos
asociados a los autovalores de menor magnitud. El algoritmo genera cada modo, calcula
sus coe cientes de reparto para veri car si dicho modo es efectivo, eval ua los coe cientes
de reparto acumulados y veri ca el criterio de parada para nalizar la generaci on. El segundo
generador de modos efectivos est a basado en la iteraci on racional de Lanczos con
reinicio expl cito y reortogonalizaci on parcial para calcular secuencialmente subconjuntos
de modos. El reinicio expl cito aplica una de
aci on sobre un nuevo vector inicial de
Lanczos para prevenir la convergencia a uno de los autovectores previamente disponibles.
Una vez que cada reinicio ha construido otro conjunto de modos, el generador calcula los
coe cientes de reparto de cada nuevo modo para detectar cuales de estos son efectivos. El
proceso se repite para todos los nuevos modos. Posteriormente, se calculan los coe cientes
de reparto acumulados y el generador revisa si se ha alcanzado el criterio de parada de
la generaci on para todas las acciones exteriores. Si dicho criterio no ha sido alcanzado,
se efect ua un nuevo reinicio imponiendo un desplazamiento espectral conveniente para
mejorar la convergencia modal. Los resultados de muchos experimentos num ericos efectuados
han demostrado que el generador racional de Lanczos es muy e ciente, incluso para
modelos de
ujo subterr aneo de gran tama~no donde el dominio espacial del acu fero ha
sido discretizado usando decenas de miles de nodos pertenecientes a una malla de DF.
Los generadores propuestos han sido usados para reducir los modelos de
ujo subterr aneo
para: (i ) acu feros rectangulares homog eneos e is otropos conectados con un r o recto, (ii )
acu feros rectangulares heterog eneo conectados con un r o recto y (iii ) un acu fero altamente
heterog eneo con contornos irregulares, conectado con un r o sinuoso e inclinado.
Los resultados de las simulaciones muestran que la generaci on iterativa es m as e ciente
que calcular el espectro completo del PGAVSD y permite reducir modelos heterog eneos
de gran tama~no, a un cuando muchas acciones exteriores est an aplicadas sobre el acu fero.
Tambi en se ha propuesto una extensi on del M etodo racional de LANczos (MLAN) para
reducir e cientemente las relaciones r o-acu fero en modelos de sistemas de uso conjunto.
El MLAN cl asico se usa para generar una base ortogonal de un subespacio de Krylov de
reducci on. Adem as, los factores de participaci on acumulados de los vectores de Lanczos se
usan como criterio de parada de la generaci on antes mencionada, evaluando si la ecuaci on
de conservaci on de masa para el volumen de agua entrando de las acciones exteriores se
satisface apropiadamente. El esquema de reducci on se aplica sobre el modelo de
ujo subterr
aneo con el prop osito de ensamblar una secuencia de sistemas de ecuaciones lineales
reducidas, cuyas soluciones representan los estados del acu fero a lo largo del horizonte
de simulaci on. Para hacer posible el c alculo de los vol umenes agregados de intercambio
entre el r o y el acu fero, se ha propuesto un esquema de integraci on num erica temporal
de los estados de Lanczos; tambi en se incluye el concepto de par ametros de control en el
MLAN con el n de acelerar los c alculos de las relaciones r o-acu fero y otras variables de estado requeridas. Por ultimo, el MLAN ha sido probado para reducir los modelos de
ujo en acu fero rectangulares homog eneos. Los resultados han sido comparados con los
obtenidos mediante: (i ) modelos pluricelulares englobados, (ii ) modelos resueltos usando
el MAV cl asico y (iii ) modelos resueltos por DF espacio-temporales. Se ha encontrado
que el MLAN se comporta mejor que las DF, alcanzando un desempe~no comparable al
exhibido por el MAV cl asico con truncamiento conservativo, pero es menos e ciente que
los modelos pluricelulares englobados. Un an alisis del impacto de modi car la parametrizaci
on de las relaciones r o-acu fero, en funci on de la conductancia de r o, sobre algunos
par ametros de control como alturas piezom etricas, vol umenes almacenados y
ujos internos,
ha demostrado que, al disminuir dicha conductancia, el desempe~no del MLAN mejora
por que se necesitan menos vectores de Lanczos para obtener resultados adecuados.
El MAV-CSEM, junto con el MLAN, han probado ser poderosas herramientas para
reducir modelos de
ujo subterr aneo de gran tama~no. Aqu , el MAV-CSEM y el MLAN
han sido aplicados para reducir dos acu feros lineales altamente discretizados, complejos
y heterog eneos. El primero es un acu fero rectangular, conectado con un r o recto, compuesto
por tres bandas con propiedades hidr aulicas uniformes. El segundo es un acu fero
altamente heterog eneo y anis otropo, de contornos irregulares, conectado con un r o sinuoso
e inclinado. En ambos acu feros, la aplicaci on de cada t ecnica de reducci on ha consistido
en un an alisis de sensibilidad de la in
uencia de modi car la parametrizaci on de las relaciones
r o-acu fero, en funci on de la conductancia del r o y de los par ametros de reducci on
(l mite de participaci on modal para MAV-CSEM y tama~no del subespacio de Krylov de
reducci on para el MLAN), en la representaci on m as adecuada de algunos par ametros de
control seleccionados, como lo son las alturas piezom etricas, los vol umenes almacenados y
los
ujos internos. Los resultados han mostrado el poder de ambas t ecnicas para reducir
e cientemente los modelos de
ujo subterr aneo planteados. Sin embargo, las principales
diferencias encontradas entre ambos son: (i ) el MAV-CSEM es m as demandante computacionalmente
para calcular el subespacio de reducci on de autovectores, pero su ejecuci on
del modelo de
ujo es m as r apida, (ii ) el MLAN calcula m as adecuadamente las variables
distribuidas en el acu fero como alturas piezom etricas, vol umenes almacenados y
ujos
internos si la parametrizaci on de la iteraci on de Lanczos se realiza apropiadamente y (iii )
el MAV-CSEM obtiene m as e ciente y adecuadamente las relaciones r o-acu fero agregadas
a lo largo de toda la red de drenaje. La principal conclusi on de estas aplicaciones es
que la selecci on de uno u otro m etodo de reducci on depende del tipo de problema que se
est a enfrentando y de los par ametros de control requeridos por este. / Álvarez Villa, ÓD. (2014). Simulación eficiente de las relaciones río-acuífero en sistemas de utilización conjunta mediante técnicas de reducción de modelos lineales invariantes en el tiempo [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/39336
|
117 |
La revalorización del uso de almidón de tapioca. Estrategia multienfoque en su aplicación en rellenos de frutaAgudelo Motato, María Alejandra 30 March 2015 (has links)
Tesis por compendio / La identificación de nuevos nichos de mercado para productos procesados que contenga
almidón de tapioca (yuca) se hace indispensable para favorecer el desarrollo de esta
agroindustria en Colombia y en otros países productores. Los consumidores perciben los
almidones nativos como “naturales” o “de menor riesgo” que otros ingredientes/ aditivos, como
los almidones modificados; esta percepción y la tendencia del mercado hacia los alimentos
naturales y de etiqueta limpia hace prometedor el uso de los almidones nativos. No obstante,
los almidones nativos tienen limitaciones en algunas aplicaciones en la industria alimentaria,
debido a su inestabilidad a altas temperaturas, a altas fuerzas de cizallamiento, a bajos pH y a
su tendencia a retrogradar a bajas temperaturas, causando un descenso en la calidad de los
productos finales.
El objetivo principal de esta Tesis es la evaluación del desempeño del almidón de tapioca
nativo en rellenos de fruta y propuesta de un sistema mixto con pectina que admita las
condiciones de pH, temperatura y proceso. Se han desarrollado sistemas basados en almidón
nativo de tapioca para esta aplicación con el fin de revalorizarlo en la industria de alimentos.
Primero se evaluó la adición de un hidrocoloide como modelo principal (sistema mixto) basado
en almidón nativo de tapioca con adición de pectina de bajo metoxilo; se comparó con un
control, elaborado con un almidón modificado que se utiliza normalmente en rellenos de fruta
industriales. Se estudiaron las propiedades de formación de pasta de los almidones y las
propiedades viscoelásticas, los parámetros de textura instrumental (extrusión) y sinéresis de los
diferentes sistemas modelo. En el diseño y formulación también se consideraron diversos
factores inherentes a las condiciones experimentales de proceso de los rellenos de fruta donde
se usa el sistema espesante; como la adición de fruta y la estabilidad frente a los tratamientos
térmicos como el horneado y a la congelación. Se evaluó el efecto de la cocción sobre la
textura en dos aplicaciones de panadería (sistemas abiertos y cerrados). La adición de pectina
aumentó significativamente la firmeza y la consistencia de los geles analizados y los rellenos
con y sin fruta preparados con el sistema propuesto, fueron más resistentes a los tratamientos
térmicos que los preparados con almidón de tapioca solo, mostrando propiedades reológicas y
texturales estables durante los diferentes procesos y similares a las del almidón de maíz
modificado, usado como control.
Teniendo en cuenta que en la actualidad, el mercado de los alimentos se encuentra cada vez
más segmentado y los consumidores buscan productos no solo de buena calidad sino que
sean más saludables, satisfagan necesidades y gustos personales, se evaluaron rellenos de
fruta reducidos en azúcar, se aplicaron técnicas instrumentales (reológicas y de textura) y
técnicas sensoriales (estudios de análisis sensorial descriptivo (QDA) clásico con panel
entrenado y estudios con consumidores no entrenados para evaluar su aceptabilidad); y
mediante escalas JAR se evaluó el gusto y la adecuación de algunos atributos sensoriales. Los
resultados instrumentales y sensoriales estuvieron altamente correlacionados entre sí y se
encontró segmentación en la percepción y gusto de los consumidores por los rellenos de fruta
en tres grupos. Un grupo al que no le gustan los edulcorantes intensos en absoluto, otro grupo,
que notablemente, prefiere las características de las muestras que contienen almidón de
tapioca y un tercero intermedio en sus tendencias. Estos resultados sugieren que las
formulaciones pueden ser adaptadas a cada escenario. Por último, sabiendo que una serie de
características texturales se evalúan durante el consumo y la masticación del producto, que a
su vez modulan la percepción del sabor, se aplicaron dos técnicas sensoriales relativamente
nuevas: Dominio temporal de las sensaciones (TDS) evaluando textura y sabor por separado y
análisis CATA (Check-all-that-apply) incluyendo la evaluación de un "relleno de fruta ideal".
Por último, los resultados se relacionaron con la aceptabilidad. Estas técnicas sensoriales
permiten que sea el consumidor quien dirija y sugiera qué aspectos de la formulación pueden
ser rediseñados. / Agudelo Motato, MA. (2014). La revalorización del uso de almidón de tapioca. Estrategia multienfoque en su aplicación en rellenos de fruta [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48460 / Compendio
|
118 |
Dual Mode Dual Fuel Combustion: Implementation on a Real Medium Duty Engine PlatformLago Sari, Rafael 22 March 2021 (has links)
[ES] Históricamente, el sector del transporte de servicio mediano y pesado ha sido desafiado por las regulaciones de emisiones que se han impuesto a lo largo de los años, lo que requirió intensificar el esfuerzo de investigación con el objetivo de avanzar en el desarrollo tecnológico para ofrecer una opción que cumpla con las normas a un precio similar para el propietario. No obstante, la reciente introducción de la normativa EUVI ha requerido la adición de un complejo sistema de postratamiento, agregando nuevos costes fijos al producto, así como costes operativos con el consumo de urea. Este avance fue necesario debido a la limitación de la combustión diésel convencional que no puede desacoplar las altas emisiones de NOx y la eficiencia.
Esta limitación tecnológica ha impulsado la investigación sobre diferentes conceptos de combustión que podrían mantener niveles de eficiencia similares a los de la combustión diésel controlando la formación de emisiones durante el proceso de combustión. Entre las diferentes soluciones que han ido apareciendo a lo largo de los años, se demostró que la Ignición por Compresión Controlada por Reactividad (RCCI por sus siglas en inglés) tiene una ventaja competitiva debido a su mejor controlabilidad, alta eficiencia y bajas emisiones de hollín y NOx. A pesar de sus beneficios, la extensión de RCCI a la operación de mapa completo ha indicado limitaciones importantes como gradientes de presión excesivos a alta carga, o alta inestabilidad de combustión y productos no quemados a baja carga del motor. Recientemente, se introdujo el concepto de combustión Dual-Mode Dual-Fuel (DMDF) como un intento de resolver los inconvenientes de la combustión RCCI manteniendo sus ventajas. Los resultados preliminares obtenidos en un motor mono cilíndrico (SCE por sus siglas en inglés) han demostrado que el DMDF puede alcanzar niveles de eficiencia similares a los de la combustión diésel convencional al mismo tiempo que favorece niveles ultra bajos de hollín y NOx. Si bien, los requisitos de la condición límite son difíciles de encajar en el rango operativo de sistema de gestión de aire, así como inconvenientes como el exceso de HC y CO que aún persiste en la zona de baja y media carga, lo que puede ser un desafío para el sistema de postratamiento. Además, las futuras regulaciones a corto plazo exigirán una reducción del 15 % de las emisiones de CO2 en 2025, reto que la literatura sugiere que no se logrará fácilmente solo mediante la optimización del proceso de combustión.
En este sentido, esta tesis tiene como objetivo general la implementación del concepto de combustión DMDF en un motor multicilindro (MCE por sus siglas en inglés) bajo las restricciones de las aplicaciones reales para realizar una combustión limpia y eficiente en el mapa completo a la vez que brinda alternativas para reducir la concentración de HC y CO y lograr un ahorro de CO2.
Este objetivo se logra mediante un primer extenso procedimiento de calibración experimental que tiene como objetivo trasladar las pautas de la combustión DMDF del SCE al MCE respetando los límites operativos del hardware original, evaluando su impacto en los resultados de combustión, rendimiento y emisiones en condiciones estacionarias y condiciones de ciclo de conducción. A continuación, se realizan estudios específicos para abordar el problema relacionado con la concentración excesiva de productos no quemados mediante investigaciones experimentales y simulaciones numéricas para comprender las consecuencias del uso de combustibles con diferente reactividad en la eficiencia de conversión del catalizador de oxidación original y su capacidad para lograr emisiones en el escape menores que el límite EUVI. Finalmente, se busca la reducción de CO2 a través de la modificación del combustible, investigando tanto la mejora del proceso de combustión como el equilibrio entre el ciclo de vida del combustible. / [CA] Històricament, el sector del transport de servei mitjà i pesat ha sigut desafiat per les regulacions d'emissions que s'han imposat al llarg dels anys, la qual cosa va requerir intensificar l'esforç d'investigació amb l'objectiu d'avançar en el desenvolupament tecnològic per a oferir una opció que complisca amb les normes a un preu similar per al propietari. No obstant això, la recent introducció de la normativa EUVI ha requerit l'addició d'un complex sistema de postractament, agregant nous costos fixos al producte, així com costos operatius amb el consum d'urea. Aquest avanç va ser necessari a causa de la limitació de la combustió dièsel convencional que no pot desacoblar les altes emissions de NOx i l'eficiència.
Aquesta limitació tecnològica ha impulsat la investigació sobre diferents conceptes de combustió que podrien mantindre nivells d'eficiència similars als de la combustió dièsel controlant la formació d'emissions durant el procés de combustió. Entre les diferents solucions que han anat apareixent al llarg dels anys, es va demostrar que la Ignició per Compressió Controlada per Reactivitat (RCCI per les seues sigles en anglés) té un avantatge competitiu a causa de la seua millor controlabilitat, alta eficiència i baixes emissions de sutge i NOx. Malgrat els seus beneficis, l'extensió del RCCI a l'operació de mapa complet ha indicat limitacions importants com a gradients de pressió excessius a alta càrrega, o alta inestabilitat de combustió i productes no cremats a baixa càrrega del motor. Recentment, es va introduir el concepte de combustió Dual-Mode Dual-Fuel (DMDF) com un intent de resoldre els inconvenients de la combustió RCCI mantenint els seus avantatges. Els resultats preliminars obtinguts en un motor mono-cilíndric (SCE per les seues sigles en anglés) han demostrat que el DMDF pot aconseguir nivells d'eficiència similars als de la combustió dièsel convencional al mateix temps que afavoreix nivells ultra baixos de sutge i NOx. Si bé, els requisits de la condició límit són difícils d'encaixar en el rang operatiu de sistema de gestió d'aire, així com inconvenients com l'excés de HC i CO que encara persisteix en la zona de baixa i mitja càrrega, la qual cosa pot ser un desafiament per al sistema de postractament. A més, les futures regulacions a curt termini exigiran una reducció del 15% de les emissions de CO¿ en 2025, repte que la literatura suggereix que no s'aconseguirà fàcilment només mitjançant l'optimització del procés de combustió.
En aquest sentit, aquesta tesi té com a objectiu general la implementació del concepte de combustió DMDF en un motor multi-cilindre (MCE per les seues sigles en anglés) sota les restriccions de les aplicacions reals per a realitzar una combustió neta i eficient en el mapa complet alhora que brinda alternatives per a reduir la concentració de HC i CO i aconseguir un estalvi de CO¿.
Aquest objectiu s'aconsegueix mitjançant un primer extens procediment de calibratge experimental que té com a objectiu traslladar les pautes de la combustió DMDF del SCE al MCE respectant els límits operatius del motor original, avaluant el seu impacte en els resultats de combustió, rendiment i emissions en condicions estacionàries i condicions de cicle de conducció. A continuació, es realitzen estudis específics per a abordar el problema relacionat amb la concentració excessiva de productes no cremats mitjançant investigacions experimentals i simulacions numèriques per a comprendre les conseqüències de l'ús de combustibles amb diferent reactivitat en l'eficiència de conversió del catalitzador d'oxidació original i la seua capacitat per a aconseguir emissions al tub d'escapament menors que el límit EUVI. Finalment, es busca la reducció de CO2 a través de la modificació del combustible, investigant tant la millora del procés de combustió com l'equilibri entre el cicle de vida del combustible. / [EN] The medium and heavy-duty transport sector was historically challenged by the emissions regulations that were imposed along the years, requiring to step up the research effort aiming at advancing the product development to deliver a normative compliant option at similar price to the owner. Nonetheless, the recent introduction of EUVI normative have required the addition of a complex aftertreatment system, adding new fixed costs to the product as well as operational costs with the urea consumption. This breakthrough was required due to the limitation of the conventional diesel combustion which cannot decouple high NOx emissions and efficiency.
This technological limitation has boosted the investigation on different combustion concepts that could maintain similar efficiency levels than the diesel combustion while controlling the emission formation during the combustion process. Among the different solutions that have appeared along the years, Reactivity Controlled Compression Ignition (RCCI) was demonstrated to have a competitive edge due to its better controllability, high efficiency and low soot and NOx emissions. Despite the benefits, the extension of RCCI to full map operation has presented significant limitations, as excessive pressure gradients at high load and high combustion instability and unburned products at low engine load. Recently, Dual-Mode Dual-Fuel (DMDF) combustion concept was introduced as an attempt of solving the drawbacks of the RCCI combustion while maintaining its advantages. The preliminary results obtained in single cylinder engine (SCE) have evidenced that DMDF can achieves similar efficiency levels than those from conventional diesel combustion while promoting ultra-low levels of soot and NOx. Albeit, the boundary condition requirements are hard to fit in the operating range of commercial air management system as well as drawbacks like excessive HC and CO that still persists from low to medium load, which can be a challenge for the aftertreatment system. Moreover, short-term future regulations will demand a 15 % reduction of CO2 emissions in 2025 which was proven in the literature to not be easily achieved only by combustion process optimization.
In this sense, this thesis has as general objective the implementation of the DMDF combustion concept in a multi-cylinder engine (MCE) under the restrictions of real applications to realize clean and efficient combustion in the complete map while providing alternatives to reduce the HC and CO concentration and accomplish CO2 savings.
This objective is accomplished by means of a first extensive experimental calibration procedure aiming to translate the guidelines of the DMDF combustion from the SCE to the MCE while respecting the operating limits of the stock hardware, assessing its impacts on combustion, performance, and emission results under steady and driving cycle conditions. Next, dedicated studies are performed to address the issue related with the excessive concentration of unburned products by means of experimental investigations and numerical simulations, to understand the consequences of using fuels with different reactivity in the stock oxidation catalyst conversion efficiency and its ability in achieving EUVI tailpipe emissions. Finally, CO2 reduction is explored through fuel modification, investigating both combustion process improvement and well-to-wheel balance as paths to realize CO2 abatement. / This doctoral thesis has been partially supported by the Spanish Ministry of Science Innovation and Universities under the grant:"Ayudas para contratos predoctorales para la formación de doctores" (PRE2018-085043) / Lago Sari, R. (2021). Dual Mode Dual Fuel Combustion: Implementation on a Real Medium Duty Engine Platform [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/165366
|
119 |
Acción mínima y pulsión de reducción en propuestas performativas contemporáneas: estudio práctico en tres actos.Martí Prades, Olga 17 May 2021 (has links)
[ES] Existe una línea de progresión en el arte contemporáneo de propuestas que parten o abordan la nada o casi nada, que prefieren los apenas, los sutiles, el movimiento mínimo, la inacción o la desaparición. Esta tesis doctoral aborda esa tendencia en las últimas dos décadas en las artes que utilizan el cuerpo y la experiencia para tratar de entender aquello que mueve a sus creadores y creadoras y el lugar que ocupan en el sistema cultural actual. Para ello, el estudio sitúa los trabajos en el contexto en el que se desarrollan, identificando el movimiento, la productividad y la hipervisibilidad como tres de las características definitorias más destacadas de la contemporaneidad. Además, los conecta con la década de los sesenta y conceptos como el de desmaterialización, y los vincula con otra tradición, la del deseo de huida y de autoexclusión en el arte. Por medio de una investigación a través de la práctica artística que aúna proyectos personales, jornadas y exposiciones colectivas en los que se actúa como disparadora, o a través de la participación en proyectos de otros y otras artistas de referencia y grupos de investigación, la indagación ofrece un estudio agrupado alrededor de tres grandes conceptos o actos: el de desaparecer uno o una misma; el de hacer de la desaparición y la inacción el motor, medio u objetivo de la obra; y el de la repetición como forma de hacer de nuevo que las cosas sucedan, poniendo el cuerpo, reescribiendo lo acontecido y abriendo grietas en un futuro que huye de aquel esperable y pautado de antemano. El malestar, la crisis de la presencia o la anomalía como punto de partida, junto con la eficiencia de lo discreto y silencioso propios de ideas orientales o las prácticas que intentan interpelar, ser habitadas, afectar y dejarse afectar, recorren unas páginas de personajes en fuga. Más que ponerse a correr u optar por la confrontación, estos creadores y creadoras prefieren detenerse y retirarse como particular forma de rechazo, acto de habla o posible salida al modo hegemónico de ser y estar. / [CA] Existeix una línia de progressió en l'art contemporani de propostes que parteixen o aborden el no-res o quasi res, que prefereixen els a penes, els subtils, el moviment mínim, la inacció o la desaparició. Aquesta tesi doctoral aborda aqueixa tendència en les últimes dues dècades en les arts que utilitzen el cos i l'experiència per a tractar d'entendre allò que mou als seus creadors i creadores i el lloc que ocupen en el sistema cultural actual. Per a aconseguir aquesta fi, l'estudi situa els treballs en el context en el qual es desenvolupen, identificant el moviment, la productivitat i l'híper-visibilitat com tres de les característiques definitòries més destacades de la contemporaneïtat. A més, els connecta amb la dècada dels seixanta i conceptes com el de desmaterialització, i els vincula amb una altra tradició, la del desig de fugida i d'autoexclusió en l'art. Per mitjà d'una investigació a través de la pràctica artística que uneix projectes personals, jornades i exposicions col·lectives en les quals s'actua com disparador, o a través de la participació en projectes d'altres artistes de referència i grups d'investigació, la indagació ofereix un estudi agrupat al voltant de tres grans conceptes o actes: el de desaparéixer un o una mateixa; el de fer de la desaparició i la inacció el motor, mitjà o objectiu de l'obra; i el de la repetició com a manera de fer de nou que les coses succeïsquen, posant el cos, reescrivint l'esdevingut i obrint escletxes en un futur que fuig d'aquell esperable i pautat prèviament. El malestar, la crisi de la presència o l'anomalia com a punt de partida, juntament amb l'eficiència del discret i silenciós, propis d'idees orientals, o les pràctiques que intenten interpel·lar, ser habitades, afectar i deixar-se afectar, recorren unes pàgines de personatges en fuga. Més que posar-se a córrer o optar per la confrontació, aquests creadors i creadores prefereixen aturar-se i retirar-se com a particular forma de rebuig, acte de parla o possible eixida a la manera hegemònica de ser i estar. / [EN] There is a line of progression in contemporary art in which proposals begin or go through nothingness or almost nothing, preferring the few, the subtle, the minimal movement, the non-action, or the disappearance. This doctoral thesis deals with the art trend of the last two decades which uses the body and the experience to attempt to understand what moves its creators and the place this tendency and these artists occupy in the current cultural system. To this end, this study places works in their context, identifying movement, productivity, and hypervisibility as three of the most prominent defining features of contemporaneity. Furthermore, this dissertation connects these works to the sixties and concepts such as dematerialization as well as links them to another tradition related to the desire to escape and of self-exclusion in art. Through art practice-based research which combines personal projects, events, and group exhibitions, in which the researcher acts as a trigger, or through the participation in projects by reference artists and research groups, this inquiry offers a study gathered around three main concepts or acts: disappearing oneself; making disappearance and non-action the starter engine, the medium, or the objective of the work; and considering repetition as a way of making things happen again, using the body, rewriting what happened and opening gaps in a future which flees from what one expected and established in advance. The malaise, the crisis of the presence, or deviation are the starting points. Along with that, the effectiveness of the discreet and the silent, which are characteristic of oriental ideas, or the practices which try to challenge, to be inhabited, to move and to be moved run through pages with characters on the run. Rather than running from or opting for confrontation, these creators prefer to stop and withdraw themselves as a particular form of rejection, speech act, or a possible exit from the hegemonic way of being and to be. / Martí Prades, O. (2021). Acción mínima y pulsión de reducción en propuestas performativas contemporáneas: estudio práctico en tres actos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/166440
|
120 |
Desarrollo de catalizadores de cobalto polinucleares y multifuncionales para la activación de moléculas pequeñasGutiérrez Tarriño, Silvia 02 September 2021 (has links)
[ES] La presente tesis doctoral se enmarca en el ámbito de la Química Sostenible, en el cual se identifica la catálisis como una de las herramientas más importantes para su aplicación. En este sentido, en esta tesis doctoral, se han desarrollado catalizadores de cobalto para llevar a cabo reacciones de interés industrial o relacionadas con las tecnologías energéticas emergentes a través de la activación de moléculas pequeñas. Estas reacciones se llevan a cabo a nivel industrial con catalizadores basados en metales nobles o en condiciones de reacción severas. El objetivo es reemplazar estos catalizadores por otros basados en metales más abundantes en la corteza terrestre, en este caso el cobalto, o llevar a cabo las reacciones en condiciones de reacción más suaves, respectivamente, estudiando en todo caso la relación entre la estructura y la actividad del catalizador. Los resultados de esta tesis doctoral se presentan en cuatro capítulos. En el capítulo cuatro, se presentan los resultados del desarrollo de catalizadores de cobalto estables al aire y a la humedad basados en compuestos de coordinación para llevar a cabo la hidrosililación de alquenos sin aditivos y evitando el uso de atmósfera inerte durante la reacción. Además, se ha estudiado la actividad de estos catalizadores usando un amplio rango tanto de alquenos como de silanos para comprobar la generalidad de la reacción. Finalmente, se ha estudiado el mecanismo de reacción usando Raman in-situ, lo cual ha permitido identificar la especie de cobalto activa como intermedio de reacción. En el capítulo cinco, uno de los compuestos de coordinación estudiados para el proceso de hidrosililación de alquenos, se ha heterogeneizado usando como soporte un carbón activo de alta área superficial. La presencia de 6 nitrógenos coordinados al cobalto en el precursor inicial ha sido clave en la formación del material final, que es altamente activo y selectivo en la reacción de hidrogenación de nitroarenos y en la síntesis de aminas secundarias y de isoindolinonas en reacciones tándem en condiciones de reacción más suaves que las reportadas en bibliografía y usando agua como medio de reacción. Además, este catalizador puede ser reusado en varios ciclos de reacción sin una pérdida apreciable de actividad, demostrando que es un material heterogéneo y robusto. La estructura del catalizador se ha estudiado por varias técnicas de caracterización avanzadas, con el fin de correlacionar su estructura con la actividad en estas reacciones catalíticas. En el sexto capítulo se resumen los resultados obtenidos para el desarrollo de una familia de compuestos tetranucleares de cobalto, cuya densidad electrónica puede ser modulada haciendo uso de diferentes ligandos. Esta densidad electrónica está correlacionada con su actividad catalítica en reacciones de oxidación, como la oxidación de ciclohexano a ciclohexanol y ciclohexanona. En este sentido, se ha llevado a cabo un amplio estudio de la actividad catalítica de esta familia de catalizadores, que han demostrado ser activos y selectivos en esta reacción, en condiciones netas y usando aire empobrecido como oxidante, y del mecanismo de reacción a través de EPR y Raman, que ha permitido correlacionar la estructura de cada catalizador con su papel en cada proceso individual del mecanismo global de esta reacción. Finalmente, en el capítulo siete, uno de los compuestos tetranucleares de cobalto se ha utilizado como precursor en la síntesis de MOFs con ligandos ampliamente utilizados en la síntesis de estos materiales, como son el H3BTC y el H2bda, obteniéndose dos MOFs nuevos, el primero de ellos (Co2-MOF) basado en dos SBUs de cobalto dinucleares en la que una de ellas presenta tres posiciones de coordinación libres, con las ventajas que esto conlleva y, el segundo de ellos (2D-Co-MOF), basado en nanoláminas dobles apiladas por interacciones π-π stacking entre los ligandos piridina axiales. La dispersión
de estos MOFs en Nafion da como resultado los correspondientes composites, que
presentan una buena adherencia a los electrodos de grafito, una alta estabilidad a largo
plazo y, además, un elevado rendimiento electrocatalítico para la reacción de oxidación
del agua en medio neutro, mejorando los resultados reportados en bibliografía para
materiales similares. Además, se ha estudiado el mecanismo de reacción, que sigue sin
conocerse a ciencia cierta hoy en día, para el 2D-Co-MOF, basándonos en su topología
particular y en estudios espectroscópicos y electroquímicos. / [CA] La present tesi doctoral s'emmarca en l'àmbit de la Química Sostenible, en el qual s'identifica la catàlisi com una de les eines més importants per a la seua aplicació. En aquest sentit, en aquesta tesi doctoral, s'han desenvolupat catalitzadors de cobalt per a dur a terme reaccions d'interés industrial o relacionades amb les tecnologies energètiques emergents a través de l'activació de molècules xicotetes. Aquestes reaccions es duen a terme a nivell industrial amb catalitzadors basats en metalls nobles o en condicions de reacció severes. L'objectiu és reemplaçar aquests catalitzadors per altres basats en metalls més abundants en l'escorça terrestre, en aquest cas el cobalt, o dur a terme les reaccions en condicions de reacció més suaus, respectivament, estudiant en tot cas la relació entre l'estructura i l'activitat del catalitzador. Els resultats d'aquesta tesi doctoral es presenten en quatre capítols. En el quart capítol, es presenten els resultats del desenvolupament de catalitzadors de cobalt estables a l'aire i a la humitat basats en compostos de coordinació per a dur a terme la hidrosililació d'alquens sense additius i evitant l'ús d'atmosfera inerta durant la reacció. A més, s'ha estudiat l'activitat d'aquests catalitzadors usant un ampli rang tant d'alquens com de silanes per a comprovar la generalitat de la reacció. Finalment, s'ha estudiat el mecanisme de reacció usant Raman in-situ, la qual cosa ha permés identificar l'espècie de cobalt activa com a intermedi de reacció. En el quint capítol, un dels compostos de coordinació estudiats per al procés de hidrosililació d'alquens, s'ha heterogeneït usant com a suport un carbó actiu d'alta àrea. La presència de 6 nitrògens coordinats al cobalt en el precursor inicial ha sigut clau en la formació del material final, que és altament actiu i selectiu en la reacció d'hidrogenació de nitroarenos i en la síntesi d'amines secundàries i de isoindolinons en reaccions tàndem en condicions de reacció més suaus que les reportades en bibliografia i usant aigua com a mitjà de reacció. A més, aquest catalitzador pot ser reusat en diversos cicles de reacció sense una pèrdua apreciable d'activitat, demostrant que és un material heterogeni i robust. L'estructura del catalitzador s'ha estudiat per diverses tècniques de caracterització avançades, amb la finalitat de correlacionar la seua estructura amb l'activitat en aquestes reaccions catalítiques. En el capítol sis es resumeixen els resultats obtinguts per al desenvolupament d'una família de compostos tetranuclears de cobalt, la densitat electrònica del qual pot ser modulada fent ús de diferents lligands. Aquesta densitat electrònica està correlacionada amb la seua activitat catalítica en reaccions d'oxidació, com l'oxidació de ciclohexà a ciclohexanol i ciclohexanona. En aquest sentit, s'ha dut a terme un ampli estudi de l'activitat catalítica d'aquesta família de catalitzadors, que han demostrat ser actius i selectius en aquesta reacció, en condicions netes i usant aire empobrit com a oxidant, i del mecanisme de reacció a través de EPR i Raman, que ha permés correlacionar l'estructura de cada catalitzador amb el seu paper en cada procés individual del mecanisme global d'aquesta reacció. Finalment, en el sèptim capítol, un dels compostos tetranuclears de cobalt s'ha utilitzat com a precursor en la síntesi de MOFs amb lligands àmpliament utilitzats en la síntesi d'aquests materials, com són l'H3BTC i el H2bda, obtenint-se dos MOFs nous. El primer d'ells (Co2-MOF) basat en dos SBUs de cobalt dinuclears en la qual una d'elles presenta tres posicions de coordinació lliures, amb els avantatges que això comporta. El segon (2D-Co-MOF), basat en nanolámines per interaccions π-π stacking entre
els lligands piridina axials. La dispersió d'aquests MOFs en Nafion dona com a resultat
els corresponents composites, que presenten una bona adherència als elèctrodes de grafit,
una alta estabilitat a llarg termini i, a més, un elevat rendiment electrocatalític per a la
reacció d'oxidació de l'aigua al mig neutre, millorant els resultats reportats en bibliografia
per a materials similars. A més, s'ha estudiat el mecanisme de reacció, que segueix sense
conéixer-se amb certesa hui dia, per al 2D-Co-MOF, basant-nos en la seua topologia
particular i en estudis espectroscòpics i electroquímics. / [EN] This thesis is focused on the field of Green Chemistry, in which catalysis is identified as one of the most important tools for its application. In this sense, in this thesis, cobalt catalysts were developed to carry out reactions of industrial interest or related to emerging energy technologies, through the activation of small molecules. These reactions are usually performed at industrial scale with catalysts based on noble metals or under severe reaction conditions. The main objective of this thesis is to replace these catalysts by others based on more abundant metals in the earth's crust, in this case cobalt, or to carry out the reactions in milder reaction conditions, respectively, studying in each case the relationship between the structure and the activity of the catalyst. The results of this thesis are presented in four chapters. In the first chapter, the results for the catalytic hydrosilylation of alkenes under aerobic conditions and without dry solvents or additives are presented, where the development of air-stable cobalt-aquo complexes is pivotal. In fact, this is the first case where these reactions are performed under aerobic conditions with first-row transition metal complexes. In addition, the activity of these catalysts has been studied using a wide range of both alkenes and silanes to check the scope of the reaction. Finally, the reaction mechanism has been studied using in-situ Raman, which has allowed the identification of the active cobalt species as a reaction intermediate. In the second chapter, one of the coordination compounds studied for the alkene hydrosilylation process has been heterogenized using an activated carbon with high area as support. The employment of a suitable molecular complex consisting of six bounds N-Co as initial precursor has been key in the formation of the final material. This catalyst has demonstrated to be highly active and selective in the hydrogenation of nitroarenes and in the synthesis of secondary amines and isoindolinones in tandem reactions under milder reaction conditions than those reported in the literature and using water as reaction medium. Moreover, this catalyst can be reused in several reaction cycles without an appreciable loss of activity. The structure of the catalyst has been studied by several advanced characterization techniques in order to correlate its structure with the activity in these catalytic reactions. In the third chapter, the results obtained for the development of a family of tetranuclear cobalt compounds, whose electron density is modulated by using different ligands, are summarized. This electron density is correlated with their catalytic activity in the oxidation of cyclohexane to cyclohexanol and cyclohexanone. In this sense, an extensive study of the catalytic activity of this family of catalysts, which have been shown to be active and selective in this reaction, has been carried out under neat conditions and using depleted air as oxidant. Moreover, the reaction mechanism has been studied through EPR and Raman, which has allowed to correlate the structure of each catalyst with its role in each individual step of the global mechanism of this reaction. Finally, in the fourth chapter, one of the tetranuclear cobalt compounds has been used as precursor in the synthesis of MOFs with ligands widely used in the synthesis of these materials, such as H3BTC and H2bda, obtaining two new MOFs. The first one (Co2-MOF) based on two dinuclear cobalt SBUs in which one of them presents three free coordination positions, with the advantages that this entails and, the second one (2D-Co-MOF), based on double nanolayers stacked by π-π stacking interactions between the axial pyridine ligands. The dispersion of these MOFs in Nafion results in the corresponding composites, which exhibit good adherence to graphite electrodes, high long-term stability and, in addition, high electrocatalytic performance for the water oxidation reaction (OER) in neutral media, improving the results reported in literature for similar materials. Furthermore, the reaction mechanism, which is still unresolved, has been studied for 2D-Co-MOF, based on its particular topology and on spectroscopic and electrochemical studies. / Gutiérrez Tarriño, S. (2021). Desarrollo de catalizadores de cobalto polinucleares y multifuncionales para la activación de moléculas pequeñas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172324
|
Page generated in 0.0425 seconds