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Desarrollo de catalizadores sólidos ácidos para la eterificación de glicerol obtenido en la producción de biodiésel

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Autores/as: María Eugenia Chiosso ; Mónica Laura Casella ; Andrea Beatriz Merlo

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Institución detectada Año de publicación Navegá Descargá Solicitá
No requiere 2020 SEDICI: Repositorio Institucional de la UNLP (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias naturales - Ciencias químicas  

En el presente trabajo de tesis se estudió el aprovechamiento de glicerol mediante la reacción de eterificación, utilizando sólidos ácidos como catalizadores heterogéneos. En los últimos años, el incremento de la demanda de energía y la necesidad de sustituir los combustibles fósiles por fuentes de energía renovables ha impulsado la producción del biodiésel. Este biocarburante se obtiene mediante transesterificación generando una mezcla de ésteres metílicos y glicerol como principal subproducto. Argentina se ha convertido en uno de los mayores productores de biodiésel a nivel mundial, con lo cual, cuenta con una importante sobreoferta de glicerol en el mercado interno. La alta disponibilidad de este compuesto y la combinación de sus propiedades físicas y químicas lo convierten en un bloque de construcción interesante para desarrollar productos de mayor valor agregado y de esta manera contribuir a la sustentabilidad de la producción del biodiésel. Este trabajo de tesis se ordena en ocho capítulos y dos anexos. Se inicia el Capítulo I realizando un recorrido desde las principales razones que impulsan el desarrollo de energías renovables, hasta la producción del biodiésel en particular, con los comportamientos que tiene su producción y comercialización a nivel mundial y local. Esto permite entender mejor la creciente oferta del glicerol y la importancia de trabajar en el desarrollo de nuevas formas de aprovechamiento. En el Capítulo II se aborda al glicerol desde un enfoque químico, para comprender sus características y potencialidades en las reacciones de valorización, se puntualiza en la eterificación, haciendo una revisión bibliográfica de esta reacción con diferentes catalizadores ácidos, principalmente heterogéneos, y luego la posibilidad de utilizar carbón como soporte catalítico. En el Capítulo III se detallan los procedimientos experimentales empleados en la preparación y caracterización fisicoquímica de los catalizadores, se enumeran los reactivos y equipos empleados, y el desarrollo experimental seguido en cada ensayo catalítico. Los siguientes capítulos se refieren a la presentación y discusión de resultados de caracterización de materiales ácidos en conjunto con su actividad y/o selectividad catalítica. En el Capítulo IV se presentan los resultados alcanzados en la determinación de las condiciones operativas óptimas para estudiar la reacción de valorización de glicerol. Las conclusiones obtenidas en este apartado permitieron realizar los análisis de los diferentes materiales carbonosos funcionalizados con grupos ácidos (Capítulo V) para determinar que método de síntesis resultara el más adecuado para conseguir un material con adecuadas características y desempeño en la eterificación de glicerol. Este material sirvió de referencia para estudiar en el Capítulo VI la actividad de un carbón ácido obtenido mediante co-síntesis. En este mismo capítulo se proyecta la aplicación de este catalizador en la eterificación de glicerol crudo con alcohol bencílico, proveniente de una planta productora de biodiésel (Biobin S.A.). Posteriormente, en el Capítulo VII se presentan los resultados que se obtuvieron con otros sistemas ácidos y en la reacción de eterificación de glicerol con otros alcoholes. Finalmente, el Capítulo VIII resume las conclusiones parciales obtenidas en cada etapa de este trabajo de investigación y resalta el material catalítico que permitió arribar con éxito al principal objetivo de esta tesis. También se presentan las perspectivas a fututo para continuar la investigación en el tema. En los anexos se mencionan los fundamentos teóricos de las técnicas de caracterizaciones fisicoquímicas y los métodos analíticos utilizados en la identificación de los productos y seguimiento del avance de reacción.

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Desarrollo de columnas capilares con líquidos iónicos como fases estacionarias para cromatografía de gases: Aplicación a la separación de contaminantes ambientales

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Autores/as: Nicolás Raúl Ronco ; Cecilia Beatriz Castells ; Lílian Mónica Romero

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Institución detectada Año de publicación Navegá Descargá Solicitá
No requiere 2020 SEDICI: Repositorio Institucional de la UNLP (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias químicas  

El objetivo general de este trabajo de tesis ha sido el desarrollo de columnas capilares basadas en distintos líquidos iónicos de fosfonio, el estudio de las propiedades cromatográficas de estas columnas, y la caracterización fisicoquímica de estos líquidos iónicos, demostrando que la medición de estas propiedades puede llevarse a cabo a partir de columnas de tubo abierto, con significativas ventajas respecto del método clásico que emplea columnas rellenas. Este objetivo implicó también la evaluación de distintos métodos de acondicionamiento de la superficie interna del capilar, a fin de mejorar la homogeneidad de la película de fase estacionaria depositada, así como el rendimiento general y la estabilidad de las columnas. Finalmente, se evaluó una posible aplicación analítica de estas columnas.

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Desarrollo de columnas capilares monolíticas quirales para técnicas separativas miniaturizadas: Aplicación a la enantioseparación de compuestos de interés biológico

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Autores/as: Romina Noel Echevarría ; Mario Roberto Reta ; Sonia Keunchkarian

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No requiere 2018 CIC Digital (SNRD) acceso abierto
No requiere 2018 SEDICI: Repositorio Institucional de la UNLP (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias químicas  

En el presente trabajo de Tesis se desarrollaron y caracterizaron nuevas fases estacionarias monolíticas quirales para ser empleadas en cromatografía de líquidos a escala miniaturizada (HPLC y electrocromatografía capilar). El objetivo de emplear este tipo de escala con fases estacionarias monolíticas fue realizar separaciones rápidas y eficientes que requieran el empleo de escasa cantidad de reactivos y que produzcan mínimo volumen de desechos, de acuerdo a los principios de la “Química Verde”. Sobre los lechos monolíticos poliméricos orgánicos sintetizados se adsorbió un selector quiral a fin de ser empleados en la separación de compuestos quirales de interés biológico. En el Capítulo II, se presenta el desarrollo de columnas monolíticas sintetizadas in situ, es decir, en el interior de tubos capilares de sílice. Para ello, se optimizaron las condiciones de polimerización (tiempo y temperatura de reacción, concentración de los monómeros, de la mezcla de solventes porogénicos y del iniciador) para obtener un lecho monolítico con características estructurales (como permeabilidad, área superficial) y funcionalidad química adecuadas para actuar como soporte cromatográfico. Los monolitos fabricados se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido, porosimetría de intrusión de mercurio, isotermas de adsorción/desorción de nitrógeno y permeabilidad cromatográfica. También se sintetizó y caracterizó (mediante análisis elemental y espectroscopía IR) el derivado tris(3,5-dimetilfenil) carbamato de celulosa para actuar como selector quiral incorporado a la fase estacionaria. Se estudió y evaluó su capacidad de enantiodiscriminación luego de ser adsorbido sobre el lecho monolítico, mediante la separación de diversos compuestos quirales de interés biológico (fármacos, pesticidas, etc.). Se evaluó la performance enantioselectiva de estas nuevas columnas monolíticas quirales en un equipo de HPLC adaptado a escala miniaturizada, mediante cambios en el tipo y composición de la fase móvil, incluyendo la incorporación a la misma de aditivos ácidos y básicos. En el Capítulo III, se presenta el desarrollo de columnas capilares monolíticas quirales con el objetivo de ser empleadas en electrocromatografia capilar. Para crear el flujo electroosmótico necesario en esta técnica, se incorporó sobre la superficie del monolito nativo, un monómero ionizable mediante una nueva metodología denominada “fotoinjerto” y posteriormente, también se depositó en el lecho el selector quiral derivado de celulosa que fue sintetizado. En este caso, se optimizó la concentración del monómero ionizable, del selector quiral adsorbido y la composición de la fase móvil hidroorgánica para la enantioseparación de diversos analitos racémicos. Por último, se evaluó la performance de estas nuevas columnas monolíticas en cuanto a la reproducibilidad intra e inter días, así como también, la estabilidad del depósito quiral a lo largo del tiempo.

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Desarrollo de columnas capilares quirales para su empleo en cromatografía de gases: aplicación a la separación de contaminantes ambientales quirales

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Autores/as: Fiorella Menestrina ; Cecilia Beatriz Marta Castells ; Jaiver Osorio Grisales

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No requiere 2018 SEDICI: Repositorio Institucional de la UNLP (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias químicas  

El objetivo principal de este trabajo de tesis fue el desarrollo de columnas capilares conteniendo fases estacionarias quirales para su uso en cromatografía de gases (CG) que puedan ser usadas en el análisis enantiomérico de múltiples familias químicas de compuestos, principalmente sustancias de interés ambiental. Objetivos específicos: ✓ Desarrollo de columnas capilares conteniendo como fase estacionaria derivados β- y de γ-ciclodextrinas disueltos en un solvente polimérico aquiral y depositados sobre la pared interna del capilar en películas de espesor controlado. ✓ Caracterización de las propiedades cromatográficas de los capilares preparados: eficiencia, selectividad, estabilidad y reproducibilidad. ✓ Medición de constantes de asociación enantiómero/selector a distintas temperaturas. Determinación de la verdadera enantioselectividad sin el uso de hipótesis ad-hoc. Determinación de las propiedades termodinámicas que describen estas asociaciones. ✓ Comparación de las constantes absolutas obtenidas a una dada temperatura con los valores que se obtendrían a partir del modelo de incremento de la retención a la misma temperatura. Evaluación crítica de los resultados. ✓ Estudio de la influencia ejercida por la matriz polimérica aquiral sobre la enantioselectividad aparente para distintos racematos y, eventualmente, en el mecanismo de enantiorreconocimiento. ✓ Aplicación a la separación y análisis enantiomérico de contaminantes ambientales quirales.

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Desarrollo de columnas monolíticas quirales para HPLC capilar: Aplicación a la determinación de contaminantes emergentes

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Autores/as: Ester Lubomirsky ; Mario Roberto Reta ; Sonia Keunchkarian

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No requiere 2019 SEDICI: Repositorio Institucional de la UNLP (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias naturales - Ciencias químicas  

En el presente trabajo se desarrollaron y caracterizaron columnas capilares monolíticas para separaciones quirales mediante cromatografía de líquidos. Para ello, se sintetizaron soportes monolíticos, tanto de naturaleza inorgánica como orgánica, y luego se incorporó una fase estacionaria basada en un selector quiral derivado de celulosa. Estas columnas capilares se emplearon en el desarrollo de métodos rápidos y robustos para la determinación enantiomérica cualitativa de mezclas racémicas de compuestos de interés farmacéutico y ambiental. El objetivo de emplear columnas a escala miniaturizada (capilares) es disminuir sensiblemente tanto la cantidad de material empleado en la fase estaionaria, los solventes utilizados como fase móvil y la cantidad de muestra, para cumplir con los requerimientos de la química verde o sustentable, a la vez que se mantiene o aumenta la sensibilidad analítica como consecuencia de la menor dispersión de los picos cromatográficos.

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Desarrollo de cultivos probióticos deshidratados por secado spray para la aplicación en alimentos: Estudios microbiológicos y tecnológicos

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Autores/as: Roxana Beatriz Páez ; Noemí Zaritzky ; Jorge Reinheimer

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No requiere 2014 INTA Digital (SNRD) acceso abierto
No requiere 2014 SEDICI: Repositorio Institucional de la UNLP (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias naturales - Ciencias químicas  

Se estudió el proceso de secado spray como alternativa de menor costo para obtener bacterias probióticas deshidratadas. Se estudió el efecto del proceso sobre la viabilidad y funcionalidad de las mismas. Los resultados demostraron que es posible lograr y conservar bacterias probióticas deshidratadas en diferentes matrices alimentarias.

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Desarrollo de electrocatalizadores anódicos para celdas de combustible (DMFC)

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Autores/as: Natalia Soledad Veizaga ; Sergio Rubén de Miguel ; Graciela Baronetti ; Carlos Pieck ; Gabriel Planes ; Osvaldo Antonio Scelza

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No requiere 2014 Biblioteca Virtual de la Universidad Nacional del Litoral (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias químicas - Ciencias de la tierra y ciencias ambientales relacionadas  

Entre los diferentes tipos de celdas de combustible, las más apropiadas para suministrar energía a dispositivos portátiles, vehículos eléctricos y medios de transporte, son las de electrolito polimérico (PEMFCs) y metanol directo (DMFCs) debido a sus bajas temperaturas de trabajo (60–120 ºC) y a su rápida puesta en funcionamiento. Los catalizadores más utilizados en el ánodo de estas celdas son el Pt y sus aleaciones. En esta tesis se realizo el estudio de electrocatalizadores anódicos para celdas de combustible alimentadas con metanol directo (DMFC) sobre soportes carbonosos tales como carbón Vulcan, nanotubos de carbón de pared múltiple (MWCNTs) y un carbón mesoporoso estructurado. Se estudiaron aspectos relacionados con los soportes, se modificó la química superficial de los mismos mediante tratamientos oxidativos, funcionalización con acido cítrico y ácido nítrico. Se prepararon catalizadores monometálicos de Pt (17%) y bimetálicos de PtGe, PtIn y PtSn manteniendo la carga de Pt al 17% y variando la relación molar M/Pt=0.2 y 0.33, sobre los carbones funcionalizados y sin funcionalizar, mediantes distintos métodos de impregnación, ya sea deposición-reducción en fase líquida con ácido fórmico, borohidruro de sodio y etilenglicol como agentes reductores ó impregnación convencional seguida del tratamiento reductivo en H2 a 230 ºC. Se emplearon diferentes técnicas XPS, DRX, TPR, TPD, quimisorción de H2, reacciones sonda de la fase metálica, stripping de CO para evaluar la fase metálica de los catalizadores. Se seleccionaron los catalizadores que presentaban mejor performance y se los ensayo en una celda prototipo de metanol bajo condiciones reales de operación.

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Desarrollo de estrategias analíticas basadas en la generación de datos de orden superior aplicadas a la cuantificación de plaguicidas y proteínas en productos alimenticios

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Autores/as: Milagros Montemurro ; Maria Julia Culzoni ; Hector Casimiro Goicoechea

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Institución detectada Año de publicación Navegá Descargá Solicitá
No requiere 2019 Biblioteca Virtual de la Universidad Nacional del Litoral (SNRD) acceso abierto
No requiere 2019 CONICET Digital (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias químicas  

En este trabajo se evaluaron estrategias de obtención de datos multidimensionales y se desarrollaron nuevos métodos analíticos para estudios cuantitativos de una variedad de analitos de interés en productos alimenticios, combinando diversas metodologías analíticas con modelado quimiométrico de los datos. Se emplearon técnicas separativas y espectroscópicas para la generación de los datos y se aplicaron algoritmos de primer, segundo y tercer orden para su modelado. Los métodos se evaluaron en base a resultados de predicción demuestras incógnitas y a las cifras de mérito obtenidas para cada sistema. Por un lado, se llevó a cabo la determinación de proteínas en leche bovina mediante espectroscopia láser infrarroja. Se desarrolló una nueva metodología de infrarrojo (IR) utilizando un láser EC-QCL (External Cavity-Quantum Cascade Laser) de última generación como fuente lumínica para mediciones en el IR cercano (MIR) de proteínas en medio acuoso, en la región amida I y amida II (1700-1500cm-1). Se estudiaron las características espectrales de proteínas con diferentes estructuras secundarias y se comparó el nuevo sistema propuesto con el EC-QCL de primera generación y con dos espectrómetros FT-IR comerciales.El sistema ensamblado se aplicó a la determinación de proteínas en leche bovina, mediante calibración multivariada de primer orden. Se implementaron herramientas quimiométricas para llevar a cabo la calibración en presencia deefecto matriz y se cuantificaron las proteínas individuales y el contenido proteicototal en leche, discriminando entre diferentes tipos de leche bovina comercial en base a las concentraciones predichas.Por otro lado, se realizó la determinación de residuos de plaguicidas en muestras de maíz y frutas. Para ello, se desarrollaron diferentes métodos basados en la detección mediante espectroscopia de fluorescencia. En primer lugar, se determinó la concentración de metil-pirimifos en granos de maíz mediante matrices de excitación-emisión de fluorescencia (EEM), estudiando la exaltación de la fluorescencia en medios organizados. Se desarrolló el procedimiento de extracción y limpieza de la muestra y se planteó un esquema de procesamiento de datos para sortear el efecto matriz. Luego, se desarrolló un método para la cuantificación del plaguicida metil-azinfos en frutas. Para ello, se llevó a cabo la degradación de AZM mediada por luz catalizada en medio alcalino y el monitoreo de la evolución de la reacción mediante EEM, generándose un arreglo de datos tridimensional por muestra. Se evaluaron las ventajas del incremento del orden de los datos a partir del estudio de predicción de muestras de validación y dela estimación de cifras de mérito analíticas.Por último, se cuantificaron residuos decarbendazin, tiabendazol, fuberidazol carbofurán, carbaril y 1-naftol en frutas,mediante generación y modelado de datos de tercer orden. La generación de los datos se llevó a cabo mediante cromatografía líquida acoplada a un detector de fluorescencia de barrido rápido, realizando múltiples inyecciones por muestra, a diferentes longitudes de onda de excitación, y registrando las matrices de tiempo-emisión.Se evaluaron las ventajas aportadas por el análisis de este tipo de datos, comparando los resultados obtenidos mediante modelado de segundo y tercer orden.

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Desarrollo de estrategias analíticas basadas en técnicas cromatográficas y modelado quimiométrico para la determinación de ácido retinoico y principios activos de uso veterinario en muestras de interés biológico

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Autores/as: Carla Mariela Teglia ; Maria Julia Culzoni ; Hector Casimiro Goicoechea

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Institución detectada Año de publicación Navegá Descargá Solicitá
No requiere 2017 Biblioteca Virtual de la Universidad Nacional del Litoral (SNRD) acceso abierto
No requiere 2017 CONICET Digital (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias químicas  

El Capítulo 1 contiene el desarrollo de métodos para la determinación de ácido retinoico en plasma. El ácido retinoico, retinoide proveniente de la vitamina A, es responsable de varios pasos en los procesos de diferenciación celular y crecimiento. En la sección “Método 1: Separación cromatográfica de ácido retinoico y sus isómeros”, se describe el desarrollo analítico necesario para obtener la separación cromatográfica del ácido retinoico y sus isómeros con detección UV-Vis. La optimización se llevó a cabo mediante un diseño de experimentos. El método se validó completamente, analizándose los parámetros selectividad, límites de cuantificación y detección, efecto matriz, rango lineal y de trabajo, repetitividad y precisión intermedia, recuperación y robustez. Luego del análisis de los datos se obtuvieron resultados aceptables, concluyéndose, por un lado, la falta de efecto matriz en el rango de trabajo y, por el otro, la bondad del método en términos de precisión y recuperación. A su vez, se profundizó en la determinación de los límites de detección, analizándose la factibilidad de utilizar una variedad de técnicas aceptadas por diferentes normativas. El método desarrollado y validado permitió el análisis de ácido retinoico en muestras de plasma de Leptodactylus chaquensis. Para el estudio los individuos se recolectaron en dos zonas, una zona de referencia y un campo de arroz. Como conclusión, las diferencias en las concentraciones de ácido retinoico y 13-cis-ácido retinoico, y la falta de diferencias entre los valores de retinol, permite suponer que los contaminantes a los que los anfibios estuvieron expuestos afectan la vía del ácido retinoico en un paso posterior a la conversión a retinol. Estas diferencias hacen necesario el monitoreo constante de las poblaciones, con el fin de estudiar el mecanismo por el cual los contaminantes influyen en la vía de señalización de los retinoides. Por su parte, en la sección “Método 2: Análisis quimiométrico de ácido retinoico y sus isómeros”, se utilizó el algoritmo MCR-ALS con el objetivo de determinar retinoides a partir de datos obtenidos cuando hay separaciones parciales entre los componentes participantes. Para el análisis se construyó la matriz aumentada en modo temporal, a partir de matrices con dimensiones 201 × 102 (modo temporal y espectral, respectivamente), correspondientes al corte en tiempos 2.8 y 4.6 minutos y longitudes de onda 240 y 442 nm. En este apartado se determinaron los compuestos 9,13- di-cis-ácido retinoico, 13-cis-ácido retinoico, 9-cis-ácido retinoico y ácido retinoico. Como restricciones se utilizaron no negatividad en concentración y espectros, unimodalidad en concentración, y normalización de espectros, con buenos valores de porcentaje de varianza y falta de ajuste. Por su parte, luego de la validación del método se calcularon las concentraciones de estos retinoides en pacientes en tratamiento con Isotretinoína, medicamento empleado para el control del acné severo. Del análisis de 25 pacientes, se observó que las especies predominantes corresponden, en orden de magnitud, a 13-cis-ácido retinoico, ácido retinoico, 9,13-di-cis-ácido retinoico y 9-cis-ácido retinoico. Los resultados obtenidos resultan de suma importancia en el monitoreo de los retinoides en pacientes con el fin de realizar tratamientos específicos, ajustando las concentraciones administradas, y logrando de este modo disminuir sus problemas teratogénicos. Al final del presente capítulo se realizó una comparación entre los métodos mediante la aplicación del test EJCR. Como conclusión, las herramientas quimiométricas permiten determinar en forma simultánea los componentes de la matriz y los analitos de interés, pudiéndose cuantificar los compuestos retinol y 9-cis-ácido retinoico, los que coeluyen en el método separativo. Por esta razón, las ventajas del análisis quimiométrico hacen posible la determinación de los compuestos de interés, aún en presencia de componentes no calibrados. El Capítulo 2 muestra el desarrollo de métodos para la determinación de principios activos de uso veterinario presentes en matrices complejas como huevo y cama de pollo. El capítulo está organizado de manera de mostrar el avance en complejidad, desde el estudio fisicoquímico de los analitos de interés, la optimización de métodos de extracción y el desarrollo de un sistema cromatográfico para la determinación de multianalitos, con posterior utilización de herramientas quimiométricas. En la sección “Determinación de constantes de acidez mediante EC-DAD”, se analizó la factibilidad del uso de dos estrategias para determinar valores de pKa : la construcción de curvas de movilidad electroforética versus pH y el análisis de matrices UV-Vis mediante MCR-ALS. Las dos metodologías resultaron acordes para la obtención de valores de pKa aparente del componente de nicarbazina HDP. Por su parte, MCR-ALS brinda la ventaja de obtener las diferentes especies de los analitos presentes durante las corridas electroforéticas. En la sección “Determinación de principios activos en huevo monitorizada mediante CLAR con DAD y FSFD” se presenta el desarrollo de dos estrategias de microextracción con el objetivo de analizar seis principios activos de uso veterinario en huevo. Para poder llevar a cabo la extracción, se analizaron diferentes diseños de experimentos, optimizándose los volúmenes de los solventes necesarios para un método de microextracción dispersiva líquido-líquido con solidificación de la gota del solvente asistido por aire y los volúmenes de solvente extractante y dispersivo de un método de microextracción dispersiva líquido-líquido. Posteriormente, se realizó un diseño para obtener los solventes necesarios para la resuspensión de los analitos. Para completar el estudio, se analizó la influencia que ejercen el sistema de extracción y la matriz de la muestra. Mediante los resultados obtenidos fue posible concluir que las diferencias fisicoquímicas de los analitos determinan la factibilidad del uso de un método de extracción sobre el otro. Se concluyó que resulta de suma importancia el estudio del efecto que ejerce el sistema de extracción sobre las recuperaciones de los analitos; efecto que es independiente de la matriz en estudio. Además, el uso rutinario de estos métodos permite reducir los volúmenes de solventes involucrados en el proceso. Por último, en la sección “Determinación de principios activos en cama de pollo mediante CLAR con DAD y FSFD”, se realizó el desarrollo completo del sistema cromatográfico, estudiando, en una primera instancia, la influencia que ejerce el pH sobre los tiempos de retención de los 21 analitos en estudio. Posteriormente se analizaron los factores solvente orgánico, gradiente de elución, flujo y temperatura del sistema, con el objetivo de obtener un método cromatográfico que posea la mayor resolución entre los analitos. En este punto, el objetivo principal fue separar temporalmente los analitos que comparten características espectrales. Por su parte, mediante el uso de diseños de experimentos se optimizó el método de extracción, tanto en los porcentajes de solvente necesario como en el tiempo total de extracción. En esta sección, debido a la complejidad de la matriz, la validación se realizó en matriz adicionada, por lo tanto, para la obtención de los analitos de interés, se procedió al análisis utilizando herramientas quimiométricas. Entonces, primero se realizó una corrección de línea de base, disminuyéndose considerablemente la complejidad de los datos, con la posterior separación de las matrices en regiones, para finalizar el análisis mediante MCR-ALS. El modelado de los datos por MCR-ALS proporcionó resultados cualitativos y cuantitativos satisfactorios, lo que apoyó su aplicación a la resolución de picos altamente superpuestos en presencia de compuestos de la matriz. Durante la validación del método se obtuvieron buenos rangos lineales y excelentes recuperaciones y precisiones. El método se aplicó con éxito a la determinación de principios activos en muestras de diferentes granjas comerciales. Durante el análisis de estas muestras se confirmó la presencia de una variedad de principios activos, observándose la necesidad de realizar un monitoreo constante en los sistemas productivos aviares, con el fin de mantener la inocuidad de los sistemas aledaños.

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Desarrollo de estrategias tecnológicas para la remoción de arsénico en aguas subterráneas mediante el empleo de geomateriales: aspectos vinculados al diseño y escalado

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Autores/as: Edgardo Luis Soto ; Irma Lía Botto ; Horacio Jorge Thomas

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No requiere 2018 SEDICI: Repositorio Institucional de la UNLP (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias químicas  

En el marco de un proyecto dirigido al estudio de estrategias de tratamiento para eliminar arsénico en aguas subterráneas conteniendo valores superiores a las establecidas por la OMS (10 ppb), se viene analizando el comportamiento de adsorbentes basados en el uso de aluminosilicatos laminares ricos en hierro procedentes de depósitos nacionales. El objetivo principal de éste trabajo de Tesis Doctoral está dirigido al diseño de un sistema simple y de bajo costo para la remoción de arsénico utilizando geomateriales. En ese contexto la actividad también se ha abocado a la búsqueda y preparación de nuevos materiales adsorbentes, así como a la obtención y factibilidad de uso de nuevos medios filtrantes y al diseño de un modelo para escalado que pueda ser aplicado para el tratamiento de volúmenes mayores de agua conteniendo el elemento tóxico. La tarea se ha basado en la experiencia existente surgida de la realización de ensayos a nivel de laboratorio en una tesis doctoral aprobada en el año 2015 y de actividades a nivel de planta piloto que han dado lugar a diseños básicos de tratamientos y consecuentemente la instalación de plantas experimentales con capacidad de tratamiento de hasta 2000 litros/día. Habiendo participado activamente en el diseño, construcción e instalación de dichas plantas, se planteó como objetivo la necesidad de evaluar la preparación de otros sistemas alternativos o formas de manejo del material adsorbente para la remoción del contaminante, y en tal sentido se prepararon extrudados de material ferruginoso rico en minerales de arcilla y especies oxídicas de hierro para que colocados eventualmente en un filtro puedan ser utilizados para la eliminación de arsénico en zonas rurales o periurbanas de muy baja densidad poblacional, ya sea que se encuentran suficientemente aisladas de núcleos urbanos y no pueden ser asistidos con el suministro de agua de red o bien que no se justifique la instalación de plantas de tratamiento de un volumen mayor de agua, resultando de utilidad las diseñadas con capacidad de hasta 2000 l/día (escuelas, barrios, caseríos, etc.). Asimismo, con el fin de ampliar la capacidad de atención de la problemática de la contaminación de aguas subterráneas se ha trabajado en un modelo a escala y, utilizando los conceptos de Diseño por Análisis Dimensional, se obtuvo y trasladó la información obtenida precedentemente para el diseño del correspondiente prototipo con capacidad de 20.000 litros/día. Se presentan los cálculos que fundamentan el desarrollo, habiendo probado su aptitud a pequeña escala. Dicho prototipo de 20 mil litros se encuentra en etapa avanzada de construcción en las instalaciones de la Unidad PlaPiMu-LaSeiSic La actividad general se ha realizado con la ayuda de diferentes técnicas de análisis, para la caracterización de los geomateriales y de los productos obtenidos de la mezcla de la especie mineral con aditivos adecuados, permitiendo la selección de estos últimos y evaluado la performance de los citados sistemas. Se utilizaron técnicas fisicoquímicas como difracción por RX, espectroscopia FTIR, análisis químicos de diferente índole (para la caracterización composicional de sólidos y aguas), estudios por microscopía electrónica (SEM-EDS), medidas del potencial Z, estudios de superficie y porosimetría (BET), distribución de tamaño de poros, así como ensayos químicos y térmicos diferentes tendientes al logro de materiales duraderos y adecuados al proceso. En la búsqueda de soluciones a un grave problema socio-sanitario que afecta a más de 10 millones de personas en América latina y a un elevado número de pobladores de la planicie Chaco Pampeana Argentina, región en la que la única fuente de agua para consumo es de origen subterráneo conteniendo valores de arsénico muy superiores a los sugeridos por las normativas vigentes, el estudio constituye la base de una contribución interesante, que, según diseño, podría dar lugar a su aplicación en forma de Bach o en forma continua para la atención, a diferentes escalas, de una problemática de alto riesgo para la salud humana. En el capítulo 1 se hace referencia al marco conceptual del problema, describiendo en el capítulo 2 las alternativas de remoción reportadas en la literatura, algunas de las cuales ensayadas a escala de laboratorio y otras, en menor proporción, implementadas en diferentes zonas afectadas del mundo. En general se observa que no existe una solución universal dados los innumerables factores que determinan la efectividad de los procesos. El capítulo 3 se encuentra referido a los materiales y métodos empleados en tanto que los capítulos 4 y 5 abordan la parte experimental evaluando la preparación y el comportamiento de adsorción de los materiales empleados en la formación de los extrudados (en forma individual y en forma conjunta): materia prima mineral (arcilla ferruginosa), aditivos aglomerantes para mejorar la resistencia de los extrudados (cemento de aluminato de calcio CAC y cemento Pórtland CP) y/o eventualmente arena) y para las propiedades de superficie (carboxi metil celulosa CMC). El capítulo 6 hace referencia a los cálculos que permiten el escalado de las plantas basadas en el empleo del mineral de arcilla en forma de polvo, señalando los resultados preliminares del estudio. Las conclusiones y perspectivas del estudio se indican en el capítulo 7.