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Consistencia termodinámica de datos en ELV utilizando técnicas libre de modelos.
(Universidad de Concepción., 2000) Lam Esquenazi, Elizabeth Johanna; Segura Gómez, Hugo
En el presente estudio se desarrollan métodos para examinar la consistencia termodinámica de datos de ELV de sistemas binarios y ternarios, completamente miscibles y a bajas presiones. Se aplicaron técnicas de discretización basadas en métodos libres de modelos sobre la ecuación de Gibbs-Duhem y la ecuación de Barker. Se analizan las potencialidades de técnicas computacionales libres de modelos sugeridas por Mixon et. al. (1965) las que en el caso de sistemas binarios fueron extendidas a la obtención directa de la función volatilidad ponderada. El método de discretización de Mixon et. al. fue extendido a la aplicación de sistemas ternarios, lo que permitió obtener directamente información numérica de energías de Gibbs en exceso, presentándose en este último caso dos enfoques para la solución numérica.
Estudio del proceso de nitrificación en reactores de lecho fluidizado.
(Universidad de Concepción., 2001) Sánchez Broche, Omar; Roeckel von Bennewitz, Marlene
La industria pesquera en Chile genera aguas residuales que, luego de un tratamiento anaerobio, presentan alta concentración de amonio (500-1000 mg N-NH4+/L), que es un contaminante acuático, y alta salinidad. Es factible combinar la nitrificación y la desnitrificación para transformar el nitrógeno amoniacal a nitrógeno gaseoso. Para ello, se investigó experimental y teóricamente la nitrificación en reactores de lecho fluidizado, para definir condiciones óptimas para la transformación de amonio a nitrito, o nitrato. Se midió la velocidad de nitritación para diferentes concentraciones de amonio, nitrito, nitrato, oxígeno disuelto y cloruro de sodio; y la velocidad de nitratación para diferentes concentraciones de nitrito, oxígeno y cloruro de sodio.
Estudio de catalizadores alcalino-térreos y sus mezclas (puras y naturales). Efecto sobre la gasificación de naftaleno (reacción modelo de la gasificación de alquitranes).
(Universidad de Concepción., 2001) Alarcón Pulido, Nelson Alfredo; García Carmona, Ximena Andrea; Gordon S., Alfredo
Se estudió la actividad catalítica de óxidos de metales alcalino-térreos, provenientes de sólidos puros comerciales y precursores minerales (caliza y dolomita), en la reacción de gasificación de naftaleno con vapor de agua. Se usó este compuesto modelo del alquitrán, debido a su alta estabilidad térmica y alta concentración en los alquitranes producidos de la gasificación de carbón y biomasa. Se estudió la sinergía catalítica de las mezclas y su posible correlación con sus características de basicidad. La caracterización de los sólidos frescos y usados (antes y después de la reacción, respectivamente), se realizó mediante técnicas de difracción de rayos X (DRX), espectroscopía infrarrojo (FTIR/DRIFTS), análisis termogravimétrico (TGA), análisis térmico diferencial (DTG/DTA), medidas de áreas BET (SBET) y análisis de composición atómica de superficie (XPS). Esto permitió dilucidar el rol de cada uno de los componentes del catalizador, tanto puro como en mezclas, y proponer un efecto cooperativo de los óxidos constituyentes de la mezcla de mayor sinergía catalítica. Se comparó la actividad catalítica de óxidos provenientes de caliza, dolomita y carbonato de magnesio hidratado (CMH) calcinados, con óxidos de calcio y magnesio puros comerciales y sus mezclas. El uso de productos comerciales puros permitió eliminar la perturbación, introducida en la actividad catalítica, de las impurezas de los óxidos provenientes de precursores minerales. Caliza, dolomita y CMH se activaron por calcinación en atmósfera de aire y las mezclas por calcinación en argón e ‘in situ’, en un reactor de lecho fijo a la temperatura de reacción (760 ºC). Las mezclas se prepararon en todo el rango de concentración mediante un mezclado físico húmedo de MgO (pureza 95%) y CaO (pureza 96%). La actividad se cuantificó por la conversión de carbono (Xc), a distintos tiempos de residencia (1-12 s.), obtenida de los gases producto CH4, CO y CO2, medidos en línea con un cromatógrafo de gases, a la salida del reactor. La reacción de pirólisis se hizo para una corriente al 1 % de naftaleno y la de gasificación para una corriente con razones naftaleno/agua de 1/10 y 1/20. Se utilizó como gas transporte, argón al 99.999 % de pureza. Los alquitranes y naftaleno sin reaccionar fueron recogidos en una trampa a la salida del reactor. En la pirólisis con caliza y dolomita calcinadas, Xc es un 3 % de la obtenida en la gasificación y es el aporte sólo de CH4 como gas producto. En la gasificación, la actividad de caliza y dolomita calcinadas fue prácticamente la misma entre sí, y mayor que la de los óxidos comerciales, para cualquier razón de alimentación naftaleno/agua. Una mayor concentración de vapor, aumenta la actividad catalítica de todos los catalizadores ensayados, debido a la gasificación de material carbonáceo depositado en la superficie de los sólidos y a la reacción “shift”. Los análisis DRX, muestran sólo las fases cristalinas correspondientes a los metales como si actuasen por separado, esto es, la presencia de óxidos, hidróxidos y carbonatos de los metales respectivos. No se aprecia un cambio de fase durante la calcinación de caliza, dolomita y CMH, ni tampoco después de la reacción de gasificación. Las medidas de SBET muestran que éstas se generan durante el proceso de calcinación. La SBET de caliza y dolomita aumenta si se prolonga el tiempo de calcinación a la temperatura estudiada (760ºC). Durante la reacción, caliza y dolomita calcinadas, no muestran un cambio en la SBET, a diferencia de CMH y MgO, donde la SBET disminuye debido a la sinterización. La SBET de CaO no cambia durante la reacción, aunque no es posible una explicación satisfactoria debido a que ésta es muy pequeña (1.7 m2/g). Los espectros FTIR de los catalizadores frescos (caliza, dolomita y CMH calcinados), tratados a 400ºC y 1x10-6 mbar, muestran especies carbonato y grupos hidroxilos, carboxílicos, aldehídos y formiatos. Algunos de estos grupos son especies intermedias en reacciones de gasificación de coque y “shift”. La adsorción de CDCl3 en los catalizadores frescos presenta bandas IR indicativas de sitios básicos débiles (2250 cm-1) y fuertes (2230 cm-1). Se aprecia cualitativamente, que la basicidad fuerte predomina en caliza y dolomita calcinadas respecto de CMH. La basicidad obtenida por integración del pico de adsorción de CDCl3, obedece la tendencia: CMHbasicidadMgO, debido a la mayor estabilidad de los carbonatos presentes en CaO, a la temperatura de tratamiento. La basicidad de los sólidos, tratados “in situ” a 760ºC, obtenida por medidas DRIFTS de CDCl3 adsorbido, se ajustan a la tendencia mostrada en la literatura, pero no explican el efecto sinérgico de la mezcla 10%CaO-90%MgO. La simulación de la atmósfera reactiva, medidas DRIFTS de CO2 y H2O vapor adsorbidos “in situ” a 760ºC, muestra que el tipo de especies carbonato formados en la mezcla y MgO son unidentados y en CaO, del tipo bidentados; siendo los primeros menos estables que los segundos a la temperatura de reacción y en presencia de H2O vapor. Los análisis XPS muestran que la depositación de carbono y la formación de carbonatos en la superficie de los sólidos sigue el orden: Mezcla (10%CaO-90%MgO)
New structures and control strategies for static power converters.
(Universidad de Concepción., 2002) Burgos Valenzuela, Rolando Patricio
Los sistemas eléctricos de potencia de todo el mundo muestran signos de debilitamiento y presentan cada vez mayor número de perturbaciones eléctricas a la par con una preocupante reducción del margen de generación-demanda. Naturalmente, esto ha despertado el interés y atención de usuarios y consumidores, quienes se han visto afectados por pérdidas de producción y de ganancias. Más aún, diversos catastros industriales muestran que los convertidores estáticos de potencia se han convertido en equipos incluso más sensibles que los equipos de procesamiento de datos. Además, presentan una calidad de energía eléctrica insuficiente en muchas de estas aplicaciones. En vista de esto, esta tesis se enfoca en los siguientes objetivos: primero, habilitar la operación irrestricta de convertidores estáticos de potencia bajo las condiciones de operación imperantes que son nocivas y desfavorables, y segundo, aliviar y maximizar la utilización de los sistemas eléctricos de potencia mediante el mejoramiento de la calidad de energía de los convertidores, así como habilitarlos para operar como compensadores estáticos de potencia. Específicamente esta tesis propone: (1) un rectificador de altas corrientes optimizado para aplicaciones de electroobtención, (2) un rectificador activo para accionamientos de corriente en media tensión, (3) una estrategia de minimización de filtros para rectificadores activos fuente de voltaje en accionamientos multi-motores, (4) una estrategia para sobrellevar subidas de tensión también para rectificadores activos fuente de voltaje, y (5) una estrategia para sobrellevar caídas de tensión para accionamientos con convertidores directos. Estas estructuras y estrategias de control logran: una mínima distorsión armónica de corriente, reducción del consumo de potencia reactiva en rectificadores de altas corrientes, desacoplo del flujo de potencia activa/reactiva para rectificadores activos (permitiendo la compensación de reactivos), minimizan frecuencias de conmutación, requerimientos de filtrado, y mejoran la respuesta dinámica de los convertidores, los cuales logran una respuesta lineal y desacoplada en ejes sincrónicos d-q, y finalmente logran aumentar la confiabilidad operacional al proveer de una capacidad ilimitada para sobrellevar perturbaciones de voltaje en la red de suministro. La factibilidad de las estructuras y estrategias de control propuestas se han validado mediante diferentes pruebas y trabajos experimentales, así como mediante simulaciones computacionales.
Morfología, Flujo y Transporte en Materiales Porosos.
(Universidad de Concepción., 2002) Bustos Morán, Cecilia Isabel; Toledo Ramírez, Pedro Gonzalo
Una mejor caracterización de los espacios porosos y una mejor comprensión de los fenómenos de flujo y transporte en estos espacios es fundamental para analizar, diseñar y optimizar una gran variedad de procesos y tecnologías de interés práctico, como son la recuperación de gas y petróleo de yacimientos subterráneos, el transporte de fertilizantes y contaminantes en el subsuelo, el flujo y transporte en suelos sometidos a carga, el secado y congelado de alimentos, el diseño de catalizadores y productos cerámicos, el proceso de sedimentación y el de lixiviación en la industria minera, el secado y congelado de alimentos, la manufactura de papel, el flujo y transporte en materiales cerámicos y catalizadores, entre otros. Así, el trabajo de investigación aquí se orienta a la formulación de un modelo mecanístico general, a escala de segmentos de poro, de flujo y transporte en redes de poros, que en flujo bifásico permita predecir distribuciones de fluido, presiones capilares y permeabilidades relativas de fases mojante y no-mojante en drenado y en embebido. El medio poroso se representa mediante redes regulares de ductos y nodos, cuadradas en dos dimensiones y cúbicas en tres dimensiones. El tamaño de los ductos se asigna de acuerdo a una función de distribución. La sección transversal de los ductos es poligonal, con lo que se asegura capacidad de inventario de fluido en esquinas de poros. Para minimizar efectos de tamaño de muestreo se utiliza condiciones de borde periódicas en la dirección perpendicular al flujo global. En la primera parte de este trabajo se modela flujo bifásico en medios porosos, en régimen capilar, considerando toda la riqueza conocida de mecanismos de desplazamiento de fluidos a escala microscópica en redes bi- y tri-dimensionales de poros geométrica y topológicamente bien definidos. El modelo constituye una simulación de Monte Carlo del proceso de drenado y embebido en una red de poros. Se analiza el efecto de la dimensionalidad de la red, la distribución de tamaño de poros y, especialmente, el impacto de la forma de los segmentos de poro y la presión de descabezamiento en el proceso de embebido, relacionada con la asimetría de los poros reales y la rugosidad de sus paredes. Especial objetivo es explicar la histéresis en los comportamientos de drenado y embebido en régimen capilar, la inversión de las curvas de permeabilidad relativa detectada en experimentos y los datos aparentemente conflictivos de permeabilidad relativa en medios consolidados y no consolidados.
Desnitrificación de vertidos salinos con alta carga.
(Universidad de Concepción., 2002) Soto Sánchez, Oscar Ignacio; Roeckel von Bennewitz, Marlene
Se propone un tratamiento biológico integral para dar solución al efecto de vertidos salinos de alta carga orgánica, amoniacal y sulfatada, provenientes de los procesos industriales pesqueros. Este sistema incluye un proceso conocido como desnitrificación anóxica, donde la materia nitrogenada, NO3- o NO2-, es reducida biológicamente a nitrógeno gaseoso (N2), un gas inocuo. Se abordó el problema en tres etapas. En la primera, se estudió la cinética de consumo de nitrato y nitrito (desnitratación y desnitritación) en vertidos salinos de alta carga; la interacción entre sustratos; los efectos inhibitorios por parte del amonio y el sulfuro; el efecto de la relación sustrato – biomasa; la estequiometría del proceso y la selectividad frente a fuentes de electrones orgánicas e inorgánicas.
Simulación de flujo en medios porosos y sedimentos mediante métodos de monte carlo, gas autómata y retículo de Boltzmann.
(Universidad de Concepción., 2002) Quispe Curasi, Javier René; Toledo Ramírez, Pedro Gonzalo
El flujo de fluidos y partículas en medios porosos ocurre en prácticamente todas las aplicaciones industriales y también en el medio ambiente natural. Aplicaciones importantes incluyen la explotación de gas y petróleo; migración de contaminantes y fertilizantes en suelos; lixiviación de minerales, especialmente de cobre; manufactura de papel; secado de madera, papel, alimentos; preparación de catalizadores y materiales cerámicos; procesos de separación con catalizadores, membranas, filtros, columnas empacadas; diseño y funcionamiento de cementos y hormigones. Aplicaciones relacionadas incluyen operaciones de separación sólido-líquido como la sedimentación. Una mejor comprensión de fenómenos de flujo en medios porosos, migración de partículas y sedimentación es entonces necesaria para optimizar diseños actuales de procesos y para proponer nuevos diseños e incluso nuevos procesos.
Estudio del efecto de las propiedades químicas superficiales en la oxidación del benzotiazol por acción combinada de ozono y carbón activado.
(Universidad de Concepción., 2003) Valdés Morales, Héctor; Zaror Zaror, Claudio
Los contaminantes orgánicos tóxicos, tales como los compuestos heterocíclicos y fenólicos, representan un serio peligro para la estabilidad de los ecosistemas acuáticos y para la salud humana, por lo que deben ser eliminados previo a su vertido a los cuerpos receptores. Desgraciadamente, los sistemas de tratamiento convencionales, basados en la actividad de los microorganismos, son inadecuados para destruir este tipo de compuestos, ya que en su mayoría no son metabolizables como fuente de carbono y pueden ser adsorbidos por la membrana celular, derivando en su bioacumulación y biomagnificación. Más aún, la presencia de estos compuestos puede inhibir la actividad de los microorganismos en dichos sistemas de tratamiento, reduciendo su capacidad depurativa.
Cinética y mecanismo de descomposición/reacción de ferrita cúprica en una baño eje/escoria a 1250-1350°C.
(Universidad de Concepción., 2003) Fan, Yuanhua; Wilkomirsky Fuica, Igor; Parra, Roberto
La ferrita cúprica es un compuesto formado durante la tostación a muerte de concentrados de cobre, parte integral de un nuevo proceso para el tratamiento de concentrados y ejes o metal blanco de Cu, desarrollado por el DIMET en el marco del proyecto FONDEF I-2044[1]. Esta tesis aborda el análisis del comportamiento fisicoquímico de este compuesto en un baño eje/escoria. La interacción global está determinada por las etapas de oxidación, sulfurización y escorificación, cuyo resultado global permite transferir el cobre de la ferrita cúprica a la fase eje aumentando así su ley mientras el hierro se elimina en la fase escoria. La reacción global que representa este proceso es la siguiente: 2CuO·Fe2O3 + 2FeS(eje) + 3SiO2 = Cu2S(eje) + 3(2FeO·SiO2)(escoria) + SO2(g) Se analizaron los efectos de la razón eje/escoria, tiempo de reacción, cantidad de adición de sílice, todos parámetros evaluados en condiciones similares a las prácticas industriales. Se comprobó que esta reacción es rápida en el baño y la mayoría del cobre de la ferrita cúprica puede recuperarse en la fase eje, dependiendo de la calidad de la escoria.
Fenómenos ondulatorios en un Hidrociclón.
(Universidad de Concepción., 2004) Ovalle Miranda, Elías; Concha Arcil, Fernando
El objetivo de la presente tesis es abordar el estudio de los fenómenos ondulatorios que se observan en el interior de un hidrociclón. Específicamente, se investiga hasta que grado las oscilaciones que se desarrollan tanto en la región interna del hidrociclón, como ocurre en la interface gas-líquido (denominado en adelante núcleo de aire), tienen alguna incidencia sobre el proceso de clasificación de mineral particulado y sobre la ocurrencia del cambio de régimen observado en el flujo, desde spray a roping, en la región de descarga del equipo. El trabajo comienza con una revisión bibliográfica de las modelaciones tanto empíricas, teóricas y fenomenológicas que han sido utilizadas a la fecha, en el estudio del hidrociclón. Seguidamente, se hace una revisión de las características generales de un flujo en rotación, destacándose los efectos que produce la rotación en la generación de inestabilidades que se manifiestan, ya sean como fenómenos ondulatorios o como turbulencia.
Confiabilidad en el análisis tolerante al daño de una aeronave de entrenamiento.
(Universidad de Concepción., 2004) Salamanca Henríquez, Eduardo Andrés; Quiroz Larrea, Luis
El trabajo presente propone un nuevo método de modelamiento de las cargas de vuelo para el análisis de tolerancia al daño probabilístico de una aeronave de entrenamiento. Este método se basa en el carácter aleatorio de las cargas de ráfaga y maniobra, y en la probabilidad de que estas se superpongan en un vuelo real. Este método es potencialmente aplicable a cualquier tipo de aeronave. También se propone una metodología, de simple aplicación, para cuantificar el costo de mantención estructural de una aeronave bajo inspecciones cíclicas. En este se considera al esfuerzo sometido como una variable aleatoria, la que es calculada desde un análisis de elementos finitos efectuado a un componente, permitiendo así el uso de programas computacionales comerciales de confiabilidad estructural. El costo de mantención está dado por el costo esperado de reparar una población de detalles defectuosos más el costo asociado a las inspecciones periódicas. Esta metodología pretende ser una herramienta rápida para realizar decisiones de cambio de componentes o vida económica de la estructura de una aeronave. La teoría de diseño probabilístico es aplicada en el análisis de tolerancia al daño, para con ello cuantificar la evolución de la probabilidad de falla de un componente estructural crítico a través del tiempo. Es considerado en el análisis el tiempo de iniciación y el tiempo de propagación de una grieta en la zona de mayor solicitación del componente. Se comparan los resultados obtenidos con modelamientos anteriores y con el método convencional. Para llevar a cabo dicho estudio, es necesario considerar la resistencia estructural, los defectos iniciales, la capacidad de inspección y los esfuerzos a los que esta sometido el componente como variables aleatorias. Los esfuerzos están relacionados a las cargas aplicadas, por lo que el modelamiento a realizar influye significativamente en los intervalos de tiempo para las inspecciones no destructivas. En la primera parte del trabajo se realiza una aproximación en detalle a la teoría de Confiabilidad Estructural. Considerando en ella la evolución de sus técnicas y una revisión de las series de herramientas que son aplicables para solucionar el problema de cuantificar el riesgo estructural. A continuación una introducción al análisis de elementos finitos probabilístico también es realizada. Finalmente se presentan las conclusiones del trabajo y las proyecciones que posee para investigaciones futuras.
Comportamiento interfacial de mezclas fluidas en equilibrio.
(Universidad de Concepción., 2004) Mejía Matallana, Sergio Andrés; Segura, Hugo
La tensión interfacial en sistemas fluido – fluido y sólido – fluido es un tópico de interés en diversas áreas del conocimiento científico y de aplicación tecnológica. Su importancia, tanto teórica como práctica, se debe a que muchos procesos industriales y mecanismos naturales se llevan a cabo en sistemas multifásicos. La interfase, que corresponde a la región de contacto entre dos fases de propiedades mecánicas definidas (fases homogéneas), está caracterizada por el comportamiento local no homogéneo de los componentes fluidos presentes en el sistema, y su actividad depende de la tensión interfacial. A modo de ejemplo, la tensión interfacial juega un papel importante en el equilibrio de fases de sistemas líquido – líquido, vapor – líquido y sólido - fluido en medios porosos, que están naturalmente gobernados por las propiedades de la interfase. Las interfases también controlan el comportamiento de películas delgadas, espumas, microemulsiones, cristales líquidos, vesículas, gotas, burbujas, micelas, lípidos y geles, entre otros. Desde un punto de vista práctico, estos sistemas están presentes en un sin número de procesos y controlan su eficiencia.
Desarrollo y aplicación de modelos de corrosión refractaria para un convertidor peirce-smith
(Universidad de Concepción., 2004) Goñi Alarcón, Christian Alejandro; Parra Figueroa, Roberto
Actualmente, el alto consumo de ladrillos refractarios que compone la mampostería de los convertidores Peirce – Smith utilizados en los procesos de conversión de matas de cobre, es un problema tecnológico de relevancia. Este alto consumo es producto de la degradación del ladrillo refractario ocasionado por fenómenos de infiltración, disolución y fatiga térmica durante el tiempo de vida útil en el proceso. Sin embargo, debido al escaso estudio y entendimiento de estos fenómenos, es que en la actualidad no existe un cuerpo teórico unificado que permita describir el comportamiento de la degradación refractaria. En orden a establecer un entendimiento racional que permita desarrollar modelos de corrosión y desgaste como también de proveer una metodología de estimación de la vida útil del material refractario, se ha desarrollado la presente tesis doctoral. En este trabajo, se han tomado en cuenta los fenómenos de infiltración, disolución química y fatiga térmica como las más relevantes, donde el efecto conjunto de estos fenómenos es el causante de la degradación generalizada del ladrillo. La aplicación de los modelos desarrollados se ha realizado a través del uso y adaptación del modelo de desgaste nodal (MDN). El MDN es una herramienta de modelación de la corrosión nodal de materiales sólidos, y ha sido desarrollado en la Universidad de Oviedo con positivos resultados en el campo de la siderurgia. Como resultado, se obtiene un nuevo perfil desgastado de la superficie interna del convertidor, al cabo de cierto período de su funcionamiento. Al comparar estos resultados con los obtenidos de mediciones de la práctica industrial, se ha comprobado un rango de error del orden de 10% respecto del nivel real de la corrosión. Sin embargo, los modelos logran reproducir la tendencia evidenciada en la práctica, y los errores se deben principalmente a una fuerte componente aleatoria que posee el fenómeno termomecánico de fractura del refractario, como la operación de conversión. Como resultado del trabajo de tesis, se ha obtenido las ecuaciones cinéticas que describen la corrosión química del ladrillo como los modelos matemáticos que logran predecir los perfiles desgastados del convertidor. Además, se desarrolló un modelo de fractura por fatiga térmica como también una adaptación del MDN al proceso de conversión Peirce – Smith. Todos estos desarrollos forman una nueva metodología de entendimiento y cuantificación racional del desgaste refractario cuyos resultados han sido positivos.
Distribución de fluidos y propiedades de transporte en secado de materiales porosos: Un enfoque a escala de segmentos de poro.
(Universidad de Concepción., 2004) Segura Ponce, Luís Andrés; Toledo Ramírez, Pedro Gonzalo
El secado es una de las operaciones unitarias más ampliamente utilizadas en la industria de procesos, destacándose su aplicación en el secado de alimentos, madera, celulosa y papel, productos farmacéuticos y biotecnológicos, minerales, polímeros, revestimientos, materiales fibrosos, cerámicos, composites, catalizadores, entre varios otros materiales. El enfoque clásico de secado involucra un análisis macroscópico del proceso, que conduce a curvas de saturación, coeficientes de difusión efectivo y tiempos de operación que varían según el tipo de material, composición y geometría, y de las condiciones del proceso, temperatura, humedad ambiente y velocidad del aire de secado. Este enfoque no entrega información acerca de la distribución de fluidos al interior del material durante el secado, como tampoco acerca de los diferentes mecanismos de transporte de líquido y vapor que controlan, ni de su importancia relativa en el proceso.
Ensuciamiento de membranas de ultrafiltración por jugo de manzana.
(Universidad de Concepción., 2005) De Bruijn, Johannes Petrus Florentius; Bórquez Yáñez, Rodrigo
La mayor demanda del consumidor por obtener bebidas cada vez más naturales y de mejor calidad, ha impulsado fuertemente el desarrollo de nuevas tecnologías como es la filtración mediante membranas. La clarificación de jugos mediante membranas es una tecnología limpia que evita el uso de agentes filtrantes y reduce los problemas ambientales, de salud y los costos. Sin embargo, el uso de membranas genera a veces cambios no deseados de color y la formación de un precipitado o “haze” en el producto final durante su almacenamiento que afecta su aceptación comercial. Otro problema es el ensuciamiento o “fouling” de la membrana que disminuye la velocidad de filtración y puede cambiar la selectividad de la membrana. Entonces el objetivo general de este trabajo es estudiar teórica y experimentalmente el ensuciamiento de membranas de ultrafiltración (UF) durante la clarificación de jugo de manzana.
Remoción selectiva del ácido hexenurónico presente en pulpas kraft mediante ácido peroximonosulfúrico, y su efecto sobre la calidad del producto y la composición de los efluentes.
(Universidad de Concepción., 2005) Petit-Breuilh Seúlveda, Ximena Pilar; Zaror Zaror, Claudio
El cloro elemental (Cl2) ha sido ampliamente utilizado en la secuencia de blanqueo de pulpa celulósica por razones de costo y selectividad. Sin embargo, la formación de dioxinas, furanos clorados y otros compuestos tóxicos derivados de la lignina residual de la pulpa, generó una creciente presión para reemplazar el cloro como agente de blanqueo. Es así, como la EPA norteamericana (Environemental Protection Agency) prohibió el uso de cloro elemental en el blanqueo del papel desde abril del 2001. Las alternativas al uso del Cl2 incluyen su sustitución por dióxido de cloro y/o la incorporación de ozono, peróxidos y combinación de ellos. Al respecto, las dos opciones de secuencias de blanqueo con menos impacto ambiental incluyen la sustitución total del Cl2 por ClO2 (conocidas como procesos ECF (Elemental Chlorine Free, libres de cloro elemental)) y el uso de agentes no clorados llamados procesos TCF (Total Chlorine Free, totalmente libres de cloro). Hoy en día, el blanqueo de pulpa libre de cloro elemental es la tecnología predominante en el segmento del mercado de pulpa de alta blancura, cubriendo más del 75% de la pulpa blanqueada químicamente en el mundo, con una tendencia creciente.
Avances en la tecnología de EW de cobre: Barras interceldas segmentadas.
(Universidad de Concepción., 2005) Vidal Rudloff, Guillermo; Pagliero, Juvenal
Esta tesis presenta la tecnología de barras intercelda segmentadas para los procesos electrometalúrgicos de cobre, aplicable en electroobtención y en electrorefinación. El trabajo comienza con una introducción al proceso y termina con una evaluación desarrollada en escala industrial. En su desarrollo, se analizan los parámetros que influyen sobre la distribución de la densidad de corriente, tanto en el tipo de conexión actual como el desarrollado en el marco de esta tesis. El método empleado se basa en mediciones y experiencias realizadas tanto en laboratorio como en planta industriales.
Contribución al Análisis de la Corrosión de Materiales Refractarios Usados en los Procesos de Conversión de Matas de Cobre.
(Universidad de Concepción., 2005) Bazán Brizuela, Vanesa Lucia; Parra R., Roberto
La comprensión de los mecanismos de corrosión de refractarios por fases fundidas es de gran importancia debido a que permite analizar un problema relevante que afecta la disponibilidad de los equipos y limita la posibilidad de tener procesos más intensivos. En el caso específico de de los convertidores Pierce Smith (CPS) usados en la conversión de matas de cobre se ha identificado como estructura general del mecanismo de corrosión la contribución de fenómenos de infiltración, disolución y fatiga térmica Por otra parte, no se encuentra en la bibliografía ecuaciones de corrosión, por mecanismo abrasivos en función de las propiedades del fundido y del material refractario, tampoco son frecuentes las ecuaciones de corrosión química que tradicionalmente se han planteado para interpretar las interacciones líquido –refractario. Por lo tanto el objetivo del presente trabajo, es determinar las factores preponderantes en la velocidad de corrosión. Se han tomado en cuenta los fenómenos de infiltración, disolución química y fatiga térmica como las más relevantes, donde el efecto conjunto de estos fenómenos es el causante de la degradación generalizada del ladrillo. Una de las propiedades relevante es la temperatura, por lo que se ha realizado un estudio térmico en dos campañas de operación en la Fundición Chagres- Chile, en donde se ha podido determinar la influencia de esta en la velocidad de corrosión, complementariamente se lleva a cabo un estudio microestructural que pretende identificar las partes del ladrillo más afectadas por el proceso de conversión, con la finalidad de actuar sobre ellas para aumentar la calidad del refractario y al mismo tiempo, incrementar la vida útil del mismo. Se ha determinado además que la periclasa es atacada mayormente por la escoria fayalítica formando compuestos de magnesiowüstita de menor punto de fusión que permite la infiltración. Se realizaron test de corrosión en dos tipos de muestra refractaria alternativas: magnesia carbono y magnesia alúmina, utilizando técnicas de análisis no destructivas y de gran sofisticación, como son el microscopio electrónico, el proceso de imágenes y la microsonda electrónica. Se obtienen datos cualitativos y cuantitativos que permiten comparar ambas muestras entre ellas, y determinar que la muestra MgO-Al2O3 es más adecuado en la interacción refractario-escoria, ya que se comporta de manera similar a los ladrillos que actualmente se utilizan en el proceso de cobre (MgO-Cr2O3), con la ventaja de que este ladrillo no provoca emanaciones toxicas. Se ha propuesto modificación en la composición de la escoria y del refractario, que conjuntamente disminuyen a la mitad la velocidad de penetración por la porosidad abierta del ladrillo, este fenómeno ha sido expresado mediante ecuaciones matemáticas en función del tiempo. Siendo la viscosidad de la escoria una variable importante en la infiltración, se aplico en este estudio una técnica rápida de medición de potencial aplicación en planta, que permita guiar al operador al alargamiento de la vida útil del convertidor.
Influencia del Manganeso en la Corrosión de Ánodos Pb-Ca-Sn.
(Universidad de Concepción., 2005) Ipinza Abarca, Jorge; Vergara Gutiérrez, Froilán; Pagliero N., Antonio
El objetivo de la investigación fue determinar la influencia del manganeso en la corrosión de ánodos PbCaSn junto con el mecanismo de formación de compuestos de manganeso en el proceso de electroobtención. Para lograr el objetivo planteado se realizaron pruebas de voltametría, culombimetría y potenciostáticas bajo diferentes condiciones de concentración de manganoso, potencial de electrodo, acidez y presencia de ferroso y cobalto. Para caracterizar los sólidos generados electroquímicamente en la superficie del electrodo así como también las borras anódicas, se sometieron a diversas técnicas instrumentales como difracción de rayos X, análisis EPMA y SEM. La presencia de manganeso en el electrolito produce una significativa disminución del sobrepotencial anódico, en el orden de 100 mV. La formación de compuestos sólidos de manganeso requiere un potencial de electrodo superior a 1.6 V/ENH. A este potencial se observa la formación de compuestos de manganeso amorfo sobre el ánodo, cristalizando en E-MnO2, que se desprende y pasa a formar parte de la borra anódica.
Validación, simulación y determinación de parámetros en un proceso de espesamiento.
(Universidad de Concepción., 2005) Garrido Ruiz, Pamela; Concha Arcil, Fernando
El modelo unidimensional para la teoría fenomenológica de sedimentación-consolidación permite caracterizar el comportamiento de suspensiones floculadas a través de dos ecuaciones constitutivas, la función densidad de flujos de sólidos fbk y el esfuerzo efectivo de sólidos σe. El objetivo principal de este estudio es (1) validar el modelo fenomenológico de sedimentación consolidación con datos de la literatura, (2) desarrollar un programa capaz de simular la sedimentación batch y el espesamiento continuo y (3) desarrollar una técnica no destructiva para la determinación de los parámetros de las ecuaciones constitutivas del modelo fenomenológico basadas en mediciones de conductividad en línea. Se trabajó en el diseño de un equipo de laboratorio denominado SEDITEST y en el análisis de sus resultados.

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