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  • Evaluación de la humedad relativa y temperatura como factores en el proceso sol-gel de nanomateriales para conservación de roca
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-10) Melendez Garcia, Daniel
    En el campo de la conservación restauración de patrimonio cultural construido en roca se han desarrollado multitud de tratamientos de intervención, con el propósito de recuperar características originales de los elementos pétreos, así como de protegerlos frente a la acción de las causas de su deterioro. Los productos basados en alcoxisilanos han demostrado ser loa más idóneos como tratamientos de consolidación e hidrofugación en un gran número de intervenciones, los cuales se aplican como soles y polimerizan de forma espontánea en el interior de la estructura porosa de la roca, como parte de un clásico proceso sol-gel. Debido a la gran variedad de factores que actúan durante el proceso de intervención en roca (parámetros ambientales del entorno, características del material pétreo, etc.), los tratamientos pueden presentar diferentes grados de eficacia y durabilidad. Factores como la humedad relativa y la temperatura afectan significativamente a las velocidades de hidrolisis y de condensación de los alcoxisilanos. Durante la época de polimerización se origina el sol de partida, el cual tiene una decisiva influencia sobre algunas características físicas y químicas de los geles obtenidos. No obstante, factores que intervienen también en otras etapas del proceso sol-gel, pueden condicionar tanto la microestructura de los geles como sus propiedades mecánicas, y conducir, por tanto, a grados variables de eficacia y durabilidad como tratamientos de conservación-restauración de roca. Motivados por esto, en el presente trabajo de investigación se evalúa como la humedad relativa y la temperatura afectan algunas propiedades (grado de contracción, elasticidad y porosidad, fundamentalmente) de nanomateriales basados en alcoxisilanos. Además, se establece la relación que existe entre estas propiedades y las eficacias consolidante e hidrofugante en una roca patrimonial silícea de porosidad intermedia.
  • Simulación rigurosa del proceso de digestión anaerobia
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2014-10) Pallares García, Arturo
    La digestión anaerobia (DA) es uno de los procesos biológicos de mayor uso para el tratamiento de aguas residuales con alta carga orgánica, las cuales son muy comunes en desechos agro-industriales. Un atractivo de la DA es la generación como subproducto de biogás (mezcla de metano y dióxido de carbono). A pesar de estas ventajas, se sigue desconfiando en este proceso, pues es potencialmente inestable y los tiempos de tratamiento pueden ser muy largos. Por esto, las plantas suelen estar sobredimensionadas, los costos de instalación son demasiado altos y su operación sea poco eficiente. Los procesos biológicos implican interacciones entre una gran cantidad de diversos tipos de microrganismos y sustratos contenidos en la materia orgánica, que dificulta contar con un entendimiento profundo de cómo funcionan y operan los procesos de DA y el efecto de diversas variables de operación de las unidades de tratamiento biológico de la DA. En este trabajo de tesis se presentan dos estudios de simulación rigurosa de procesos de DA. La simulación rigurosa permite modelar y simular con un alto grado de precisión los fenómenos más relevantes de un proceso y tienen la finalidad de mejorar el entendimiento de la DA, así como reproducir y predecir el comportamiento de esta clase de proceso. La simulación de procesos se lleva a cabo utilizando el simulador de procesos comercial Aspen Plus y el modelado y la simulación de los patrones de flujo por medio de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). Para el caso de la simulación rigurosa con Aspen Plus, se describe la implementación de la DA reportada recientemente en la literatura y se identifican el potencial de su aplicación en otros casos de estudio. La simulación por CFD se lleva a cabo a través del programa ANSYS Fluent. Se considera un caso de estudio de un digestor anaerobio sin agitación de flujo ascendente empleado para el tratamiento de aguas residuales de alta resistencia de la industria tequilera.
  • Optimización de reactores anaerobios continuos para tratamiento de aguas residuales
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2014-10) Mora Vázquez, Alejandro
    El tratamiento de aguas residuales de procesos industriales es un tema de gran interés académico e industrial. Por una parte, la complejidad de las aguas residuales y su posible tratamiento es de gran interés científico. Por otra parte, debido a las restricciones ambientales cada vez mayores, las industrias están obligadas a implementar sistemas de tratamiento de aguas residuales. De los distintos tipos de tratamiento de aguas que se aplican para aguas residuales industriales, los procesos biológicos, y en particular la digestión anaerobia, son atractivos debido a su capacidad para tratar aguas residuales con alta carga orgánica y generar como subproducto del tratamiento biogás. La operación tradicional de digestores anaerobios se puede mejorar a través de la optimización de procesos. En el presente trabajo se formulan dos problemas de optimización para dos casos de estudio. Los problemas de optimización se formulan con base a un enfoque convencional de programación no-lineal y un enfoque no convencional basado en la teoría de sistemas bioquímicos. El primer caso de estudio consiste en un modelo de un digestor anaerobio tipo CSTR de cuatro estados, que tiene aplicación en el tratamiento de aguas residuales provenientes del proceso de producción de tequila. El segundo caso de estudio consiste en un modelo genérico de un digestor anaerobio tipo CSTR de siete estados.
  • Análisis de la capacidad de transporte de un poliducto. Caso de estudio
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2014-11) Sánchez García, Héctor
    En este trabajo se desarrolla una metodología para determinar la viabilidad de reconfiguración de un sistema de conducción de hidrocarburos. La viabilidad de reconfiguración se fundamenta en principios de seguridad hidráulica y de integridad mecánica incluidos en los códigos ASME B31.4-2006 “Pipeline transportation systems for liquid hydrocarbons and other liquids” y ASME B31G-1991 “Manual for Determining the Remaining Strength of Corroded Pipelines”. Con la finalidad de ejemplificar su uso se toma en consideración un caso de estudio hipotético, en el cual se simula, evalúa y analiza la viabilidad de reconfiguración de este sistema. Con base en este análisis se identifican tramos vulnerables a lo largo de la línea de conducción, mostrando algunas de las medidas de mitigación más comunes y su impacto al implementarlas al caso de estudio.
  • Evaluación del desempeño de reactores electroquímicos asistidos con ultrasonido para la remoción de amoxicilina en fase acuosa
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2014-12) Padilla Robles, Blanca Gabriela
    En la actualidad existe una gran cantidad de fármacos que son utilizados tanto en la medicina humana como en la veterinaria, y su presencia en el medio acuoso se ha convertido en un problema ecológico de interés debido a que pueden causar cambios en los ecosistemas afectando a los seres vivos. La amoxicilina es un antibiótico muy utilizado debido a su capacidad para contrarrestar una gran cantidad de enfermedades. Este antibiótico no es completamente metabolizado en el cuerpo humano por lo que se puede encontrar en las excreciones, esto conlleva a su presencia en las aguas residuales y consecuentemente a su aparición en el medio ambiente. La presencia de amoxicilina en el medio acuático puede causar graves alteraciones en el ecosistema y con el fin de evitar estos efectos, este contaminante debe ser removido de los efluentes para evitar su entrada al medio. Se han estudiado métodos como la oxidación química mediante reactivos Fenton, floculación y tratamientos fotoquímicos para la remoción de la amoxicilina y otros contaminantes, pero el coto de implementación aún es elevado. En este estudio se utiliza un proceso electroquímico asistido con ultrasonido buscando una mejor eficiencia de remoción de la amoxicilina, así mismo se analiza cada proceso por separado. Se encontró que una densidad de potencia ultrasónica de 116 Wl-1 no modifica la concentración de 30 ppm de amoxicilina presente en el medio. Por otro lado, en el proceso electroquímico usando ánodos de hierro y de carbón vítreo se obtuvieron remociones del 62 y 95 %, respectivamente después de una hora de tratamiento. Finalmente, se analizó el comportamiento del proceso electroquímico (ánodo de Fe) asistido con ultrasonido dando una remoción del 55 % del fármaco en el mismo lapso de tiempo que los procesos anteriormente mencionados. Por lo cual, el ultrasonido disminuyo la eficiencia de remoción del fármaco. Cuando el ánodo de hierro es utilizado, este actúa como proveedor de los óxidos de hierro no solubles, que son promotores de la formación de flóculos, y debido a que el ultrasonido incrementa el micromezclado, puede estar disminuyendo la formación de los flóculos y al mismo tiempo la remoción del fármaco.
  • Estudio de los esquemas de control de cascada basados en múltiples mediciones de temperatura
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2014) Ramírez Castelán, Carlos Eduardo
    Los reactores tubulares son difíciles de operar debido al acoplamiento entre los fenómenos de transporte, cinética no-lineal y su naturaleza distribuida. El objetivo esencial del control de reactores tubulares es la regulación de la concentración a la salida. Dado que las mediciones de composición generalmente conllevan retardos considerables debido a restricciones como el tiempo de respuesta de los equipos de medición y el transporte interno, un lazo cerrado de control basado únicamente en la composición puede sufrir un pobre desempeño e incluso inestabilidades. Para contrarrestar esta situación, un esquema de control en cascada de composición-temperatura es propuesto. El control en cascada propuesto se compone de una configuración anidada que consiste en un lazo interno de control de temperatura dirigido a cumplir el objetivo de estabilización y un lazo externo de composición con el objetivo de regular la concentración a la salida. En las configuraciones de control en cascada de reactores tubulares, el número apropiado además de la localización de sensores es un problema abierto. Diversos estudios demuestran que los sensores pueden ser colocados en las posiciones más sensibles, es decir la posición del punto más caliente del reactor (Hot spot). En este trabajo se estudió el problema de la localización de sensores para una configuración de control en cascada simple empleando dos métodos. El primero utilizando series de tiempo obtenidas a partir de condiciones de entrada del reactor forzadas aleatoriamente para las cuales se realiza un análisis fractal con el objetivo de localizar las zonas más sensibles del reactor. Por otra parte, se realiza un análisis de sensibilidad numérica local aproximada. Dos casos de estudio son tratados que consisten en modelos de reactor tubular de dispersión axial exhibiendo comportamientos tipo Hot spot y cuasi lineal.
  • Síntesis y evaluación de las propiedades mecánicas y de bioactividad de compositos de hidroxiapatita obtenida a partir de cascarón de huevo reforzada con biovidrio
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2019-07) Godoy Colín, Estefania
    En este trabajo se desarrollaron una serie de biomateriales compuestos (compositos) Hidroxiapatita-Biovidrio (HAp-BG) procesados por una técnica de polvos basada en la pulvimetalurgia y sinterizados a 800°C durante 1 h. La finalidad es evaluar el efecto de la adición de partículas de biovidrio en bajas concentraciones (3, 5, 10 y 15%wt) sobre las propiedades físicas, mecánicas, características microestructurales y de bioactividad de una matriz porosa de hidroxiapatita (HAp). La hidroxiapatita fue sintetizada por el método de precipitación a partir de precursores de calcio provenientes de cascaron de huevo y caracterizada por DRX, mientras que el biovidrio de tipo CaO-P2O5-SiO2 fue sintetizado por sol- gel y caracterizado por DRX y FTIR. Se realizaron estudios de caracterización microestructural (MO y MEB) y se determinaron parámetros de densidad, porosidad, microdureza y resistencia máxima a la compresión. Mientras que la bioactividad de los compositos HAp-BG fue evaluada in vitro con respecto a la capacidad de formación de apatita como resultado del contacto con la solución de fluido corporal simulado (SBF), la bioactividad fue caracterizada por técnicas de DRX, FTIR, MEB y X-EDS antes y después de la inmersión en la solución SBF.
  • Síntesis de nanoestructuras núcleo-cascarón Si/SiOx embebidas en ZnO
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2019) Dante Rodrigo Alfaro Flores
    Se sintetizaron nanopartículas de Si embebidas en una matriz de ZnO en forma secuencial mediante la técnica de sputtering de radio frecuencia con atmósfera reactiva de Ar/O2. Las micrografías de MEB y AFM confirman la formación de las nanopartículas de ZnO; además mediante espectroscopia Raman y FTIR es posible observar la formación de ZnO en los sustratos de vidrio y silicio. Los espectros de transmitancia de UV-VVIS arrojan que el silicio nanoestructurado de las muestras sintetizadas a temperatura ambiente y a 300 °C presenta un ancho de banda prohibida de 1.86 y 1.84 eV respectivamente; mientras que el ZnO presenta un ancho de banda prohibida de 3.3 eV. El desempeño fotoluminiscente del ZnO se incrementó debido a la presencia del silicio confinado en las muestras sintetizadas a temperatura ambiente y a 300°C. En cuanto a sus propiedades eléctricas, la muestra crecida a 500°C del sistema ZnO/Si/ZnO mostró el mayor desempeño. La estructura ZnO/Si/ZnO podría ser potencialmente utilizada en aplicaciones fotovoltaicas y optoelectrónicas, como material conductor transparente y emisor de luz.
  • Preparación, caracterización y estudios de estabilidad de redes metal orgánicas de plata y su acción bactericida vs Escherichia coli y Staphylococcus aureus
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2019-06) Celis Arias, Vanessa
    Actualmente la preocupación por el control de epidemias ha incrementado debido a la resistencia que las bacterias han desarrollado a los antibióticos, por lo que desarrollar alternativas que ayuden con esta problemática se ha convertido en una prioridad. Una opción podría ser utilizar materiales que actúen como bactericidas como las redes metal orgánicas (MOF). Las MOF son materiales porosos que pueden ser diseñados mediante la variación de los metales y ligandos, dando como resultado estructuras con diferentes propiedades fisicoquímicas que funcionen en aplicaciones específicas. De acuerdo con lo anterior podrían considerarse candidatas para actuar como agentes bactericidas, debido a i) la liberación de iones o fragmentos de la red de forma lenta o a ii) que el mismo material cuente con dichas propiedades bactericidas per se. La plata (Ag+) se conoce por tener propiedades antibacterianas que mejoran cuando ésta se encuentra ionizada y estructurada a nivel micro o nanométrico. Por lo tanto, en el presente proyecto, se sintetizaron redes metal orgánicas de Ag+ a partir de los ligandos: ácido bencen-1,4-dicarboxílico (BDC), ácido 2,6-naftalendicarboxílico (NDC) y ácido 2,6-piridindicarboxílico (PDC) en rendimientos de moderados a bajos, 43, 48 y 21 %, respectivamente, y se evaluó el efecto bactericida en las bacterias de las especies Staphylococcus aureus y Escherichia coli. Todos los materiales fueron caracterizados por microscopia electrónica de barrido (MEB), difracción de rayos X (DRX), Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR), análisis termogravimétrico (ATG) y adsorción de N2. Todas las MOF presentaron estructura cristalina y tamaños de cristal en el orden de nanómetros, con diferentes propiedades fisicoquímicas, en función del ligando. Adicionalmente, la estabilidad de las MOF: AgBDC y AgNDC no se ve afectada ya que mantuvieron la estructura cristalina en medio acuoso, mientras que AgPDC presentó menor estabilidad en agua perdiendo 20 % de cristalinidad. En contraste, los tres materiales son inestables en soluciones fisiológicas amortiguadoras y en medios de cultivo celular que contienen cloruros (PBS (Phosphate- buffered physiological saline), DMEM (Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium), DMEM + suero fetal bovino y nutrient broth (NB)) y estables en el medio de cultivo NB sin cloro. Finalmente, con la concentración de 20 mg·L-1 de AgBDC en suspensión se presentó una mayor actividad bactericida sobre Escherichia coli comparada con la de Staphylococcus aureus. Sin embargo, la actividad de AgBDC aumentó y se mantuvo sobre E. coli cuando el material está en forma de película o recubrimiento presentando efecto inmediato y prolongado. Dicha película se consideró como un sistema híbrido de tipo AgBDC/AgNPs, debido a las reacciones redox que propician la formación de AgNPs a partir de la MOF AgBDC en presencia del medio de cultivo. Debido a todo lo anterior, la MOF AgBDC se considera un sistema con alto potencial para aplicaciones biológicas, debido a su comportamiento como agente bactericida al instante y persistente.
  • Hidroxisales laminares como materiales para la encapsulación de moléculas biológicamente activas y su posterior liberación modulada
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2019-01) Montaño González, Paulina Alejandra
    En el presente trabajo se describe la estrategia de síntesis de materiales híbridos mediante la asociación de una matriz inorgánica y una molécula biológicamente activa. Los materiales sintetizados fueron evaluados como sistemas de liberación modulada de la molécula biológicamente activa. La matriz inorgánica consiste en una hidroxisal laminar de MgZn o FeZn y se utilizó para la encapsulación de ácido nalidíxico o ácido pipemídico, quinolonas de primera generación con actividad biológica contra bacterias Gram-negativas, así como algunas bacterias Gram-positivas. Los materiales híbridos así obtenidos fueron protegidos por un recubrimiento ácidorresistente, consistente de alginato de sodio. La eficacia del sistema recubierto fue evaluada en la liberación modulada de la molécula biológicamente activa a condiciones de temperatura y pH controlados. La caracterización de los materiales se llevó a cabo mediante difracción de rayos-X, análisis termogravimétrico, espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier, microscopía electrónica de barrido y espectroscopia de dispersión de energía. Por otro lado, las pruebas de evaluación para el seguimiento de la liberación de las moléculas biológicamente activas se realizaron mediante un espectrofotómetro de ultravioleta visible utilizando membranas de diálisis con tamaño de poro de 1 k Da en agua destilada y en agua de peptona tamponada; en medios sintéticos de jugo gástrico biliar y en fluidos sintéticos del intestino delgado. Finalmente, se evaluó la actividad y sensibilidad bactericida de aquellos materiales asociados a las moléculas biológicamente activas. Adicionalmente algunas de las hidroxisales dobles laminares se caracterizaron mediante espectroscopia fotoelectrónica de rayos-X. Se realizó un análisis complementario de evaluación para la determinación cuantitativa del contenido del ácido nalidíxico en una de las hidroxisales de FeZn mediante un disolutor y se caracterizó por cromatografía líquida de alta eficiencia. Estos resultados se muestran en el apéndice B.