Catálogo de publicaciones

El zapallo es una hortaliza tradicional en Argentina de gran importancia económica, social y alimenticia. Dentro de las especies, se encuentra Cucurbita moschata (Duchesne ex Poiret), conocida también como zapallo anco, anco, anquito o calabacita, que es el más consumido en la Argentina y el resto de los países latinoamericanos. Los vegetales mínimamente procesados (VMP) presentan características organolépticas y nutricionales similares a las frutas y hortalizas frescas y tienen la ventaja de ser fáciles de utilizar por el consumidor por lo que resulta una alternativa atractiva para este vegetal. Sin embargo, estos productos poseen la desventaja de ser más perecederos y, por ello, se utilizan procesos de conservación bajo el concepto de tecnología de barreras que implica la combinación de métodos para asegurar la estabilidad y seguridad microbiana tales como la atmósfera modificada y la deshidratación osmótica (DO). La DO es un proceso de transferencia de masa en contracorriente en el cuál el soluto fluye hacia el alimento mientras que el agua es eliminada de éste cuando se sumerge en una solución hipertónica. Este fenómeno es impulsado por la diferencia de presión osmótica y permite una deshidratación parcial. El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de la aplicación de tecnologías de barrera (deshidratación osmótica y atmósferas modificadas) en la vida útil de anco (Cucurbita moschata) mínimamente procesado. Para ello se estudió la cinética de deshidratación de cubos de anco y se analizó la influencia de los factores que determinan la velocidad del proceso, ajustando los datos obtenidos a modelos matemáticos preestablecidos. Además, se seleccionó el sistema de envasado en atmósfera modificada más conveniente y se analizó el efecto combinado de las dos tecnologías en la vida útil del anco mínimamente procesado. Para estudiar la cinética de DO se tuvieron en cuenta los siguientes factores: tamaño del producto (cubos de 0,5, 1,0 y 1,5 cm de lado), concentración de la solución osmodeshidratante (sacarosa - 45, 55 y 65°Bx), el agregado de cloruro de sodio (1 y 2%) y el agregado de lactato de calcio (2%). Se modelaron los parámetros de transferencia de masa y se midió el efecto de la deshidratación en el color, la actividad de agua, la intensidad respiratoria, la textura realizándose, además, evaluaciones sensoriales. Con los resultados obtenidos se seleccionaron las condiciones de proceso y la película más apropiados para su almacenamiento. Se investigó la incidencia de los tratamientos en la evolución de: textura, intensidad respiratoria, color, capacidad antioxidante y contenido de fenoles totales complementándose el estudio con análisis microbiológicos y sensoriales para determinar su vida útil. Los cubos de 1,0 cm, deshidratados durante 3 horas con solución ternaria de sacarosa (55°Bx) y cloruro de sodio (2%), fueron los más adecuados y el agregado de lactato de calcio no modificó su textura. Los datos experimentales ajustaron muy bien a los modelos de Azuara, Peleg y Hawkes y Flink. Para el almacenamiento en atmósfera modificada, se seleccionó el polipropileno (PP) y se concluyó que los cubos de anco deshidratados mínimamente procesados prolongan su vida útil en 5 días resultando el recuento de microorganismos el parámetro limitante a los 15 días ya que los puntajes de calidad global tuvieron valores superiores al límite fijado.

En esta tesis se estudia la detección y aislamiento de fallas en sistemas de control automático, y su aplicación a una planta de tratamiento de efluentes. Derivamos el modelo general no lineal para una planta de remoción biológica del carbono; en ella, se controla la concentración de oxígeno disuelto en el agua a tratar mediante un controlador proporcional + integral. Desarrollamos modelos no lineales para las perturbaciones usuales y las fallas más comunes. Teniendo en cuenta que el proceso que estudiamos responde a un modelo esencialmente no lineal, centramos nuestro análisis en el diseño de observadores no lineales para ser utilizados como generadores de residuos. En efecto, ésta es una de las técnicas más usuales para la detección de fallas. Una propiedad fundamental para un generador de residuos es poseer alta sensibilidad a las fallas y mínima frente a perturbaciones externas, pues esto disminuye la frecuencia de falsas alarmas.En consecuencia, analizamos la robustez de varios observadores no lineales. Para los procesos que estudiamos, lograr que la salida sea completamente independiente de entradas desconocidas o perturbaciones, impone severas restricciones al modelo que sólo se verifica en casos especiales. Por ello, proponemos un nuevo camino que posibilite la atenuación de perturbaciones a un nivel prefijado. Deducimos en forma teórica las condiciones que debe satisfacer el observador para obtener convergencia semiglobal, en un compacto de espacio de estados y perturbaciones, y finalmente ilustramos los resultados obtenidos mediante simulaciones. Los resultados muestran que nuestro observador de alta ganancia, rediseñado para atenuar perturbaciones, puede ser implementado con muy buena performance con el objetivo de detectar las fallas previstas en una planta de tratamiento de efluentes.

La convergencia de la red eléctrica tradicional con los sistemas de generación distribuida, las fuentes de energía renovable y la incorporación de dispositivos electrónicos no lineales, generan una gran cantidad de fenómenos electromagnéticos que provocan un deterioro en la calidad de la energía consumida por el usuario.La desregulación de los mercados y el hecho que los usuarios residenciales e industriales se hayan vuelto más exigentes en lo referente a la calidad de la energía que consumen genera marcadas presiones a todos los actores del mercado para brindar una energía de mayor calidad.Por este motivo resulta imprescindible que las empresas eléctricas cuenten con herramientas que permitan el monitoreo del estado de la red en tiempo real para gestionar adecuadamente tareas de mantenimiento preventivo y reactivo de la red y, de este modo, mejorar los índices que miden la calidad de la energía.En el futuro, las empresas prestadoras de energía eléctrica se verán obligadas a incurrir en importantes gastos para implementar dispositivos de medición, redes de comunicación para centralizar la información y algoritmos de procesamiento que permitan extraer información importante de los datos colectados.Sin importar los objetivos técnicos involucrados en la implementación de un sistema de monitoreo el principal motivo que fundamenta su implementación radica en la necesidad, de mitigar las pérdidas económicas generadas por las perturbaciones en suministro eléctrico.Un algoritmo de clasificación de perturbaciones y localización de fallas tiene por objetivo principal encontrar la fuente de la perturbación para establecer diagnósticos de la salud de la red y, en caso de ser necesario, rápidamente restablecer el servicio.En este contexto, en la presente tesis se presentan algoritmos innovadores de procesamiento de mediciones obtenidas en un sistema eléctrico con el objetivo de detectar, caracterizar, clasificar y localizar perturbaciones en un sistema eléctrico de potencia, empleando la menor cantidad posible de información.La mayoría de los algoritmos propuestos por la comunidad científica se enfocan a detectar y clasificar una perturbación, dentro de un conjunto de muestras, evitando abordar casos que comúnmente se presentan en la realidad tal como las perturbaciones complejas.Por otro lado, la mayoría de las publicaciones relativas a la localización de fallas se enfocan en sistemas eléctricos de transmisión siendo muy escasos los trabajos que abordan la problemática desde el punto de vista de un sistema de distribución.En la presente tesis se presenta el desarrollo de diversos algoritmos cuyo objetivo radica en la detección y clasificación de perturbaciones simples y complejas así como también en la localización de fallas en sistemas eléctricos de potencia.Los desarrollos realizados están fundamentados en avanzadas técnicas de procesamiento de señales, diversas estrategias para la extracción de parámetros característicos, métodos de minería de datos para la selección de parámetros característicos y técnicas innovadoras de Inteligencia Artificial para la clasificación y localización de eventos de calidad de energía.Los métodos desarrollados presentan destacados resultados en comparación con las publicaciones que abordan la problemática propuesta en la presente tesis. Por este motivo, los algoritmos desarrollados se enfocarán en la detección y clasificación de perturbaciones complejas y en la localización de fallas en sistemas eléctricos de distribución.

Los problemas de calidad de agua en los lagos y embalses de Argentina se han incrementado por las actividades agrícolas, deforestación, explotación forestal, cría de animales, actividades mineras, escurrimiento urbano y descargas de aguas residuales no tratadas. La región aledaña al embalse Salto Grande, presenta un importante desarrollo agrícola, donde se utilizan numerosos tipos de plaguicidas. Estos compuestos generan contaminación ambiental, ya sea por deriva y/o acumulación en suelos, los que por efecto de escorrentía, percolación y otros mecanismos de transporte pueden ingresar a los cursos de agua. Los datos disponibles respecto a monitoreos efectuados en la región son escasos y no se encuentran actualizaciones posteriores a 1988 y 1994. Por lo que se ha considerado relevante disponer de la información adecuada a fin de establecer el diagnóstico actualizado de la situación en la región de Salto Grande respecto a los niveles residuales de plaguicidas y poder contribuir al control y vigilancia de dicho cauce. La evaluación de los relevamientos efectuados sobre los cultivos desarrollados en ambas márgenes del río Uruguay y de los plaguicidas utilizados comúnmente por los agricultores y tiempos de aplicación, ha sido de importancia y de carácter significativo en la toma de decisiones al establecer el monitoreo, los sitios, el plan de muestreo y frecuencia del mismo. La optimización y aplicación de las técnicas y metodologías adoptadas han permitido reducir el tiempo de análisis, costos, minimizar el uso de solventes orgánicos y lograr mayor sensibilidad en la determinación de los plaguicidas considerados de importancia, fundamentalmente por su persistencia y usos en la región. Los resultados obtenidos en agua superficial, sólidos suspendidos y sedimentos para todas las fechas y sitios de muestreo, teniéndose en cuenta los valores de los niveles residuales, la ocurrencia y las fechas de muestreo en las que se detectaron mayor número de plaguicidas, han permitido caracterizar la contaminación de los diferentes sitios desde un enfoque general. Los resultados de los monitoreos contribuyen al diagnóstico actualizado de la situación en la región y promueven a la toma de decisiones respecto a la continuidad del control y vigilancia de la misma. Algunos sitios han superado los niveles guías de acuerdo a la información disponible respecto a los criterios de calidad de agua superficial destinada a la producción de agua potable y preservación de la vida acuática establecidos por los siguientes organismos de aplicación: Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable (SAyDS) de la república Argentina, al igual que otros organismos internacionales o extranjeros de referencia como la Comunidad Económica Europea (CEE) o la Agencia de protección Ambiental de Estados Unidos (EPA). Es en este marco, que cobra relevancia la remediación de la contaminación, evaluando la remoción de estos plaguicidas mediante diferentes procesos tecnológicos. El proceso de potabilización del agua, incluye una etapa de clarificación en la que la adición y dispersión rápida de coagulantes químicos permite la disminución de la turbidez, removiendo además diversos contaminantes. En la coagulación-floculación con sales de aluminio a diferentes dosis de cada coagulante, el policloruro es el que presentó mayor eficiencia en la remoción de la turbidez, sin embargo el sulfato de aluminio permitió mayor remoción de los plaguicidas evaluados. Los analitos que presentan bajas solubilidades en agua y altos valores de coeficiente de distribución octanol/agua (KOW) tienden a interaccionar con la materia orgánica, por lo que este proceso logra removerlos más eficientemente, aunque en general la remoción es eficiente para la mayoría de los plaguicidas. En los procesos de adsorción existe un amplio espectro de mecanismos físicos y químicos, los cuales ocurren normalmente en etapas consecutivas tales como la difusión del adsorbato a través de la película de fluido hasta el material adsorbente, difusión a través de los poros y posterior reacción de adsorción. En este proceso podemos observar que cada analito, en función de sus propiedades fisicoquímicas y/o estructurales presenta adsorciones diferentes, lo que se evidencia en la notable variación de los valores de los porcentajes de remoción de los plaguicidas utilizando cantidades iguales de adsorbente, quitosano y carbón activado en polvo, y diferentes tiempos de contacto. Además, se ha observado que ambos adsorbentes logran altos porcentajes de remoción pero, es en general el carbón activado en polvo el que presenta mayor eficiencia en el proceso y ésta se incrementa en la mayoría de los casos con el tiempo de contacto para ambos adsorbentes. La optimización de las variables de remoción permitió determinar que, con quitosano y carbón activado en polvo, los valores que maximizan el porcentaje de remoción para la mayoría de los analitos son similares y se encuentran próximos a los máximos de tiempo de contacto y cantidad de adsorbente. En agua cruda, en las mismas condiciones, los porcentajes de remoción son menores debido a diversas causas tales como, la saturación de sitios activos, modificación de la estructura del adsorbente y/o de sus sitios activos por la presencia de algún componente en la matriz, entre otras; haciendo que las interacciones resultantes sean diferentes que en agua pura. El estudio de la cinética de adsorción permitió establecer el tiempo de equilibrio con ambos adsorbentes, el que fue alcanzado aproximadamente a los 60 minutos para la mayoría de los analitos, y la modelización de los datos respondieron a una cinética de pseudo-segundo orden. Respecto a la modelización de las isotermas de adsorción, ambos adsorbentes tienen capacidad adsortiva e interacciones diferentes frente a los analitos evaluados, siendo para carbón y quitosano el modelo de mejor ajuste el de Freundlich y Langmuir, respectivamente. Frente a esta compleja temática, es importante disponer de la información actualizada respecto a los niveles de contaminación por lo que, el monitoreo continuo en las fuentes de agua cobra relevancia como así también la evaluación de la remoción de estos plaguicidas mediante diferentes procesos de potabilización, considerando no sólo los procesos tradicionales como el de coagulación-floculación y adsorción con carbón activado, sino también la incorporación del quitosano como alternativa tecnológica en la adsorción. Para esto se requiere de un planteamiento integrado que involucre numerosas acciones y de políticas ambientales mancomunadas en un objetivo que tienda a lograr mantener la disponibilidad de este recurso con adecuada calidad.