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Benavente, J. C. (2020). Solar Matienzo. Estudio sobre la factibilidad y propuesta de instalación de un sistema de generación solar fotovoltaico en la Base Matienzo-Antártico. (Trabajo final integrador). Universidad Nacional de Quilmes, Bernal, Argentina.

Los heterociclos son estructuras químicas cíclicas, en las cuales, algunos miembros del ciclo son diferentes al carbono. En los compuestos orgánicos, los heteroátomos más comunes son el oxígeno, el nitrógeno y el azufre, lo que permite que exista, una enorme y diversa cantidad de estructuras, teniendo en cuenta que puede tratarse de compuestos aromáticos o alifáticos. La química de estas moléculas es importante por su presencia en los sistemas de la vida y en la propia estructura de la materia que la conforma, los “heterociclos de la vida” pueden ser tan pequeños como anillos de cinco átomos (presentes en azúcares o bases nitrogenadas) o formar parte fundamental de estructuras de gran tamaño (tal es el caso de moléculas como la clorofila, algunas vitaminas, hormonas, proteínas y las hélices del ADN y el ARN). Por tal razón, muchos núcleos heterocíclicos sintéticos o aislados de diferentes fuentes naturales cuentan con propiedades biológicas y químicas importantes, lo que hace que su obtención por vía química sea una rama de estudio importante en la síntesis orgánica con miras en la producción de medicamentos, productos de limpieza, pigmentos para la industria textil, etc. En este trabajo se plantea el estudio de reacciones clásicas para la obtención de los núcleos heterociclos pirrol (reacción de Paal-Knorr) y 3,4-dihipirimidinona (DHPMs, reacción de Biginelli), con el objetivo de desarrollar procesos más limpios que involucren el uso de catalizadores recuperables y reutilizables. El proceso de optimización para la síntesis de los compuestos seleccionados, se enmarcó dentro de los principios de la química verde, mediante el uso de heteropoliácidos de estructura del tipo Preyssler como catalizadores y siguiendo metodologías a microescala, evaluando el balance de masa y los rendimientos de los productos de interés con el objetivo de realizar análisis de green metrics (con la determinación de variables como la economía atómica, EA; el factor E, E; la intensidad de masa del producto, IMP; etc) para cada uno de los productos obtenidos. Asimismo, y en consonancia con el uso de materiales renovables, se incluyeron derivados de furfurales como reactivos de partida en la síntesis de DHPMs, y se desarrollaron procesos ambientalmente amigables para conseguir materiales de partida para éstas y los pirroles, obteniéndose 3,5-cianoaminocromenos y éteres de 5-hidroximetilfurfural, lo que muestra el aprovechamiento de productos de biorrefinería originados en el tratamiento de la biomasa. Los heteropoliácidos, en general pueden definirse como clústeres moleculares muy diversos que se comportan como ácidos protónicos e incorporan aniones polioxometálicos, configurados en octaedros metal-oxígeno como unidades estructurales básicas. Esta unidad primaria, se conoce como estructura tipo Keggin [XnM12O40](8-n)- (donde, X es un heteroátomo como B3+, Si4+, Ge5+,P5+, As5+, etc y M representa un metal M6+, W6+, V6+, Nb y Ta). Existen reportes de más de 100 heteropoliácidos con diferentes geometrías y estructuras, en este trabajo en particular, nos centramos en el estudio de dos heteropoliácidos con estructura del tipo Preyssler (conformados por seis subunidades de estructura Keggin, H14[NaP5W30O110] (P) y H14[NaP5MoW29O110] (PMo)). La actividad como catalizadores ácidos de estos compuestos se estudió en su estado puro (másicos), soportados en diferentes alúminas comerciales (SASOL®) e incluidos en un xerogel obtenido mediante una metodología sol-gel. Todos los catalizadores obtenidos fueron caracterizados mediante espectroscopia infrarroja (IR), microscopía electrónica de barrido (MEB), espectrometría de dispersión de energía de rayos X (EDS), análisis termogravimétrico (TGA-DTG) y mediciones de acidez. Las reacciones de prueba fueron llevadas a cabo a microescala y optimizadas, siendo analizadas gravimétricamente y/o mediante el uso de métodos instrumentales como cromatografía de gases con detector de ionización por llama (CG-FID) y cromotagrafía líquida de alta eficiencia con detector tándem de masas (HPLC-MS/MS). El resultado optimizado de las reacciones modelo fue extrapolado en la síntesis de un pool de compuestos de cada tipo, los productos se caracterizaron mediante FT-IR, espectrometría de masas (MS) y RMN. Seguido, se expone de manera general, el estudio de las reacciones: 1. La optimización de la reacción de Paal-Knorr para la obtención de pirroles se llevó a cabo usando como modelo la condensación de 4-toluidina y 2,5-hexanodiona. De esta forma fue posible observar que las mejores condiciones se consiguen al usar como catalizador H14[NaP5W30O110] (P) y su contraparte soportada sobre alúmina P/C. Con las mejores condiciones fue posible sintetizar 8 pirroles derivados de aminas aromáticas y alifáticas comunes, además de 3 derivados de aminobenzotiazoles. Al mismo tiempo, se pudo demostrar que P/C es capaz de actuar como catalizador bifuncional en la síntesis de pirroles derivados de estructuras complejas como los aminocromenos. 2. La reacción de Biginelli se optimizó tomando como modelo la obtención del carboxilato de metil-4-(furan-2-il)-6-metil-2-oxo-1,2,3,4-tetrahidropirimidina. Se pudo determinar, que los catalizadores con mejor performance eran aquellos materiales constituidos por los heteropoliácidos P y PMo incluidos en un xerogel de sílice, en una proporción de 12,5% en masa. Al mismo tiempo, estos materiales resultaron ser activos en la eterificación de hidroximetilfurfural (HMF) con diferentes alcoholes. Cuyos productos pudieron ser usados en la síntesis de dos nuevas DHPMs. En total, se sintetizaron 10 estructuras, incluyendo el compuesto comercial nitractin. En conclusión, esta investigación permitió establecer que los heteropoliácidos de estructura tipo Preyssler P y PMo, son útiles como catalizadores ácidos en la síntesis de un conjunto de pirroles y DHPMs, que pueden ser obtenidos por varias rutas, que incluyen desde reacciones sencillas de condensación, que pueden desarrollarse por una metodología “one-pot” hasta procesos multicomponente donde son fase activa de materiales con propiedades catalíticas bifuncionales. Puros, soportados o incluidos, P y PMo muestran un alto rendimiento catalítico, son estables a la temperatura y pueden ser recuperados mediante procesos sencillos. Este trabajo además, muestra como las metodologías clásicas de síntesis orgánica de heterociclos, pueden convertirse mediante el seguimiento de los enunciados de la química verde, en procesos aún más sencillos y viables desde el punto de vista ambiental, consiguiéndose buenos rendimientos y bajo impacto contaminante con el aprovechamiento de productos de biorrefinería y la aplicación de la catálisis heterogénea.

En los últimos años, el interés por realizar una Química más sostenible y favorable con el ambiente, ha aumentado drásticamente. La contaminación ambiental, el calentamiento global y el esfuerzo por mejorar la protección de cultivos, productos y medicamentos, han causado daños no deseables al planeta y a la salud humana. En este contexto, la Química Verde surge como una disciplina que se esfuerza por lograr la sostenibilidad, desarrollando procesos químicos benignos con la humanidad y con el medio ambiente. Esta nueva forma de hacer Química se aplica en todo el ciclo de un proceso de síntesis, y tiene como fin, eliminar o reducir el consumo energético, el uso de sustancias peligrosas y realizar procesos más seguros. Por lo tanto, la aplicación de estrategias ingeniosas para sintetizar moléculas altamente sustituidas, combinando diversidad molecular con eco-compatibilidad, ha sido uno de los objetivos de muchas investigaciones, por lo que, el diseño de reacciones que transformen sustratos simples y de fácil disposición en estructuras complejas, es uno de los desafíos actuales en la Química Orgánica. Las reacciones multicomponente (RMC) son una herramienta para la síntesis de compuestos biológicamente activos, que resultan de interés para el desarrollo de nuevos fármacos. Estas reacciones se llevan a cabo en un solo paso e involucran el uso de tres o más reactivos que forman un único producto, que contiene a la mayoría de los átomos de los materiales de partida, lo que conlleva a que estos procedimientos presenten alta economía atómica. Además, permiten trabajar con numerosas variaciones estructurales, minimizan tiempos de reacción y en algunos procesos evitan el uso de sustancias auxiliares, permitiendo desarrollar reacciones libres de solvente. Estas ventajas se encaminan dentro de los principios de la Química Verde, por lo que cada día presentan un mayor interés en la Química moderna. Dentro de los principios de la Química Verde se menciona el uso de la catálisis para el desarrollo de tecnologías más limpias y benignas con el medio ambiente, y se hace principal énfasis en el uso de los catalizadores heterogéneos. La sustitución de bases en medios homogéneos por sólidos básicos como alúminas, zeolitas, arcillas y materiales mesoporosos modificados, son una alternativa para reemplazar las metodologías convencionales. Teniendo en cuenta que los sólidos básicos se pueden clasificar como sólidos con propiedades básicas intrínsecas y con propiedades básicas incorporadas, en este trabajo se estudiaron materiales tipo hidrotalcita y polioxometalatos tipo decaniobato, como sólidos con propiedades intrínsecas y se estudió, además, la incorporación de carbonato de calcio en un material mesoporoso tipo MCM-41 como sólido con propiedades básicas incorporadas De esta manera, en este trabajo se plantea como objetivo general sintetizar materiales básicos tipo hidrotalcitas, decaniobato y CaCO3 soportado en un material mesoporoso tipo MCM-41 (Ca-MCM-41), evaluar su activad catalítica en la síntesis multicomponente de tres familias de compuestos de heterociclos, con potencial actividad biológica, aplicando metodologías bajo los principios de la Química Verde. Se plantearon como objetivos específicos, caracterizar los materiales sintetizados por diversas técnicas; estudiar y optimizar las reacciones multicomponentes de la síntesis de 4H-piranos, de derivados de los cromenos y de derivados de uracilos con el catalizador más activo

INTRODUCCION Es conocida desde hace tiempo la propiedad de algunas sales de plomo de ser más solubles en soluciones de acetatos alcalinos que en agua. El propósito del presente trabajo consiste en estudiar bajo ese punto de vista el comportamiento del tiocianato y del ferricianuro de plomo, encaminando las experiencias hacia el aislamiento de sales dobles ó complejas cuya composición química permita formular un mecanismo explicativo del aumento de solubilidad. ANTECEDENTES BIBLIOGRAFICOS a) La sal más estudiada ha sido el sulfato de plomo. De sus soluciones en acetatos alcalinos se han obtenido los siguientes compuestos: SO4Pb.SO4(NH4)2 y SO4Pb.SO4K2 Más tarde la investigación se extendió a otras sales, especialmente a los halogenuros. Y recientemente al ferricianuro-nitrato de plomo y tiosulfato de plomo. b) Los datos acerca del ferricianuro de plomo son contradictorios y no se encuentran en bibliografía métodos para su preparación. Por tal causa los trabajos fueron conducidos hasta ese objetivo. PARTE EXPERIMENTAL Estudio de la solubilidad del tiocianato de plomo en soluciones de acetatos alcalinos: La solubilidad de esta sal es notablemente incrementada por los acetatos de amonio, potasio y sodio. Para la obtención de las sales dobles ó complejas se empleó en general la siguiente técnica: Se procedió a saturar con tiocianato de plomo en frío y en caliente, la solución acáica del acetato. Se filtró y el filtrado se dejó concentrar por evaporación a la temperatura ambiente. Al cabo de un tiempo variable (dependiente de la concentración del acetato) se separan los compuestos cristalinos. De todas las experiencias realizadas con distintas concentraciones de acetatos, sólo se aislaron dos compuestos: (SCN)2Pb y SCN-Pb-OH La aparición de uno u otro depende de la acidez y de la concentración del acetato, siendo independiente del catión de éste. El tiocianato de plomo precipita por simple concentración de las soluciones. Para el compuesto básico se sugiere el siguiente mecanismo: (SCN)2Pb + AcOX = (Aco)2Pb + 2 AcOX (SCN)2Pb + (AcO)2Pb = 2 SCN-Pb-AcO 2 SCN-Pb—Aco + 2 H2O = 2 SCN-Pb-OH + 2 AcOH Cuando se emplea alta concentración de acético, es posible la obtención del siguiente compuesto: (SCN)2Pb.(AcO)2Pb Ferricianuro de plomo: No habiendo encontrado en la bibliografía a nuestro alcance método alguno que describa la preparación del ferricianuro de plomo, hemos considerado la posibilidad de obtenerlo por alguno de los siguientes procedimientos: 1) 2 Fe(CN)6H3 + 2 (HO)2Pb = (Fe(CN)6)2Pb3 + 6 H2O Sobre una solución de ácido ferricianhídrico (preparado con ferricianuro de plata y ácido clorhídrico) se agrega una suspensión acuosa de hidróxido de plomo. Esta se disuelve perfectamente con producción de una solución límpida de color amarillo-verdoso. Cuando se sobrepasa la cantidad de hidróxido de plomo correspondiente a la ecuación anterior, precipita instántaneamente un compuesto rojo de fórmula probable: (Fe(CN)6)2Pb3.3(HO)2Pb Si la solución se deja concentrar a temperatura ambiente, se separan cristales rojos de (Fe(CN)6)2Pb3.7H2O. El mismo compuesto se obtiene por agregado de alcohol ó acetona. 2) 3 Cl2Pb + 2 Fe(CN)6Ag3 = 6 ClAg + (Fe(CN)6)2Pb3. Se agregó la suspensión acuosa de ferricianuro de plata sobre una solución caliente de cloruro de plomo. Se forma cloruro de plata que se separa por filtración, y de la solución amarillo-verdosa remanente se separa el ferricianuro de plomo, heptahidrato, por agregado de alcohol ó acetona, ó simple concentración. Estudio de la solubilidad del ferricianuro de plomo en acetato de amonio: Saturando la solución de acetato de amonio con la sal de plomo, se separa de ella la siguiente sal doble: Fe(CN)6 AcO Pb2 . 5H2O Como de la mezcla de soluciones de ferricianuro de plomo y acetato de plomo se obtiene el mismo compuesto, puede formularse la siguiente interpretación: (Fe(CN)6)2Pb3 + 6 AcONH4 = 2 Fe(CN)6(NH4)3 + 3 (AcO)2Pb 2 (Fe(CN)6)2Pb3 + 3 (AcO)2Pb = 2 Fe(CN)6 AcO Pb2 Obtención del ferricianuro-nitrato de plomo: Agregando alcohol a la mezcla de soluciones de ferricianuro de plomo y nitrato de plomo, precipita ferricianuro-nitrato de plomo. Este hecho sirve para poder formular una interpretación de la formación de este compuesto a partir de ferricianuro de potasio y nitrato de plomo: 3 (NO3)2Pb + 2 Fe(CN)6K3 = (Fe(CN)6)2Pb3 + 6 NO3K (Fe(CN)6)2Pb3 + (NO3)2Pb = 2 Fe(CN)6Pb2NO3

El presente trabajo de tesis estudia la solubilidad en el hielo de distintos electrolitos y la influencia que tiene sobre la misma una serie de condiciones impuestas durante el crecimiento del sólido. El estudio se inició con una serie de 14 electrolitos y se particularizó luego sobre cuatro familias ácido-base-sal. Para aclarar la influencia de los factores que modifican los valores de la segregación, se eligieron a1gunos electrolitos de interés como el ClNa y el NH4OH. Con respecto a este último electrolito se trató de verificar si el crecimiento de las muestras se realiza o no en condiciones de equilibrio. INFLUENCIA DE LA VELOCIDAD DE CRECIMIENTO, DE LA AGITACION Y DEL NUMERO DE CRISTALES DE LA MUESTRA DE HIELO. Determinando los valores del coeficiente de segregación para una solución 5,3.10ˉ4N de ClNa se concluyeron dos hechos importantes. a) Siempre que los crecimientos de muestras de hielo se efectúen con agitación rasante que evite la formación de una capa concentrada inmediata al hielo en crecimiento, se puede trabajar dentro de un ámbito de velocidades de crecimiento entre 2 a 20.10ˉ4 cm/seg sin que esta variación influya en los coeficientes de segregación. b) La circunstancia de que las muestras no sean rigurosamente monocristalinas no influye en la entrada del electrolito en el hielo. Muestras formadas por algunas decenas de cristales no muestran una segregación sensiblemente diferente a otras muestras casi monocristalinas. ENTRADA SELECTIVA DE IONES DURANTE EL CRECIMIENTO DEL HIELO. El estudio del coeficiente de segregación del ClNa, ha permitido analizar si existía una entrada selectiva del Cl- o Ha+en el hielo según parecían evidenciar resultados de trabajos aparecidos sobre el tema. Para ello se analizó por separado el Clˉ y el Na+ en el líquido obtenido por fusión de muestras de hielo crecido en distintas condiciones, comprobándose que no existían diferencias entre ambas concentraciones, dentro de los errores experimentales. DETERMINACION DE LOS COEFICIENTES DE SBGREGACION PARA FAMILIAS ACIDO-BASE-SAL. Se trazaron las curvas del coeficiente de segregación en función de la concentración inicial para soluciones de ClH, IH, NH4OH, ClNa, ClNH4, INa, NaOH,INH4. Además se midió el valor de S para varios electrolitos de interés. El análisis de estos valores de S, permite deducir algunas conclusiones generales. Los ácidos y las bases tienen coeficientes de segregación sensiblemente mayores que las sales correspondientes, por lo menos dentro de un rango bastante amplio de concentración inicial. Además, en ambos casos existe un valor de la concentración de partida, superado el cual, la entrada en el hielo se hace más pronunciada, alcanzando los valores correspondientes a las sales. La correlación de los valorar del coeficiente de segregación con parámetros iónicos y atómicos permitió interpretar en algunos casos la mayor o menor facilidad con que entran los distintos iones en la red del hielo. INFLUENCIA DE LAS CONDICIONES INICIALES DE CRECIMIENTO SOBRE EL COEFICIENTE DE SEGREGACION. Se demostró que para un dado electrolito, el coeficiente de segregación depende de la base sobre 1a cual se inicia el crecimiento. Se determinó el valor de S para soluciones de NH4OH de distintas concentraciones en función de la concentración de la rodaja inicial de hielo sobre la que crece la muestra en estudio. Se comprobó que para bases diluídas (hielo de H2O o NH4OH hasta aproximadamente 5.lOˉ5N), el hielo que crece tiene una composición prácticamente uniforme a lo largo de la muestra. A medida que aumenta la concentración de la base, se encuentra una variación marcada en la concentración de la muestra de hielo a lo largo de la misma, concentración que parece tender a la correspondiente a bases diluídas. EQUILIBRIO EN EL CRECIMIENTO DEL HIELO. Se determinó el punto de fusión de varias muestras de hielo dotado con NH4OH y crecidas sobre bases de hielo puro, llegándose a la conclusión que estos hielos han debido formarse en condiciones de equilibrio. Esta afirmación parece estar apoyada por otras observaciones antes señaladas y permite construir una curva del sólido en el diagrama NH4OH-H20. DISCUSION DE RESULTADOS. Como conclusión de las distintas comprobaciones experimentales, se puede llegar a afirmar que: a) Son varios los electrolitos que parecen entran apreciablemente en la red cristalina del hielo, además del FNH4 que fué uno de los primeros estudiados. b)La entrada de electrolitos se ve influenciada por la concentración de la base de partida; sin embargo, el comportamiento general de cada uno de ellos, en particular la forma de dependencia de la segregación con la solución inicial, no parece variar mucho con la concentración de dicha base. c)Este hecho permite comparar los gráficos de las distintas familias con la correspondiente a la del FNH4, cosa que pone en evidencia una serie de características comunes. Aunque el estado en el estudio sobre este tema no permite aún llegar a conclusiones generales, se trata de dar una explicación cualitativa de algunos de los rasgos más característicos de los resultados experimentales. Las hipótesis de partida suponen que el FNH4 estaría en el hielo como moléculas de FH y NH3, asociadas en pares.

En los últimos años se han incrementado las tecnologías y procesos tendientes a obtener proteínas de buena calidad y considerar métodos no convencionales. Uno de ellos es el de recuperación de proteínas por solubilización a pH extremos y posterior recuperación en el punto isoeléctrico. El Illex argentinus constituye uno de los calamares de mayor importancia en nuestro litoral marítimo tanto por su rendimiento como por el volumen de sus capturas. El objetivo de la Tesis Doctoral fue establecer las condiciones y pautas tecnológicas para la recuperación y utilización de las proteínas musculares de calamar, utilizando el método de solubilización y precipitación isoeléctrica. Se determinaron las condiciones óptimas del proceso y se estudio la influencia de variables biológicas (sexo, estadio, partes anatómicas y subpoblaciones) sobre la eficiencia del procesamiento. Finalmente se monitorearon las propiedades emulsificantes y espumantes de las proteínas recuperadas para su posible utilización como ingrediente alimentario.

Maestría en Ciencias De La Ingeniería - Mención Aeroespacial

Se ofrecen aquí soluciones numéricas para obtener: la evolución de cargas asociada a la ecuación de Schrödinger_Poisson y el estado fundamental, minimizante de la energía H. Ambos problemas son atacados desde la perspectiva de los métodos espectrales de descomposición temporal. La evolución se descompone iut = Lqu + V (│u│)². u donde Lqø = -ø xx + q│x│ø, q > 0, definido en D(Lq) = {ø Ɛ H1(R) :ƒ │x││ø(x)│²dx < + ∞}, y V (│u│²) es un operador de multiplicación (real) definido a partir de una integral. Los flujos parciales serán entonces los generados por el operador Lq y las soluciones de la ecuación ivt = V (│v│²)v: El flujo parcial para Lq surge de la descomposición espectral, expresable mediante las funciones de Airy. Para la parte no lineal, el obstáculo a superar es el cálculo de la integral que define a V. Se diseña un algoritmo híbrido simbólico-numérico que provee una cuadratura gaussiana que calcula todas las integrales involucradas. Complementariamente, se ofrece la descomposición espectral para L_(ø) = -øxx - │x│ø. El mínimo de H se obtiene planteando una ecuación de evolución sobre la esfera unitaria de L2(R). Como ▽H(ø) = L+ø + V (│ø│²) . ø, los nodos y los pesos hallados permiten descomponer el campo de velocidades con flujos parciales computables. Finalmente, se comprueba que el estado fundamental obtenido evoluciona manteniendo (aproximadamente) fija la distribución de cargas, propiedad que caracteriza al estado fundamental.

Trabajo final de licenciatura. Director de TFL Juan José Collins