DOCTORADO EN CIENCIAS DE LA INGENIERÍA - ita.mx · convencionales y no convencionales para la...
Transcript of DOCTORADO EN CIENCIAS DE LA INGENIERÍA - ita.mx · convencionales y no convencionales para la...
Av. López Mateos #1801 Ote., Fracc. Bona Gens, C.P. 20256 Aguascalientes, Ags., Tels. 01 449 9105002, Fax. 01 449 97000423
www.ita.mx
Subsecretaría de Educación Superior Dirección General de Educación Superior Tecnológica
Instituto Tecnológico de Aguascalientes
DOCTORADO EN CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
Banco de proyectos de Tesis de Doctorado, Convocatoria 1 - 2013
APLICACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA DE LA MEZCLILLA PARA LA SÍNTESIS DE
ADSORBENTES Y SU UTILIZACIÓN EN LA REMOCIÓN DE CONTAMINANTES PRIORITARIOS DEL
AGUA
Resumen: Este proyecto tiene como objetivo utilizar los residuos de fibras textiles generadas de la industria
de la mezclilla para la síntesis de adsorbentes para la remoción de especies contaminantes en solución
acuosa. En forma particular, se pretende obtener adsorbentes con propiedades específicas para la remoción
de contaminantes prioritarios del agua. El presente estudio pretende contribuir al desarrollo de alternativas
para mejorar la calidad del agua utilizada para uso y consumo humano en Aguascalientes y también
pretende buscar opciones para la utilización de residuos industriales en beneficio de la sociedad.
Director de Tesis: Dr. Adrián Bonilla-Petriciolet, Contacto: [email protected]
http://works.bepress.com/adrian_bonilla_petriciolet
………………………………………………………………………………………………………………………………
REMOCIÓN DE CONTAMINANTES TÓXICOS DEL AGUA EMPLEANDO PROCESOS DE ADSORCIÓN
SOMETIDOS A CAMPOS MAGNÉTICOS
Resumen: Actualmente, la contaminación del agua es un problema de relevancia universal debido a su
impacto significativo en el área de salud pública, economía y de protección del medio ambiente. La
presencia de los principales contaminantes como metales pesados, colorantes y fluoruros en efluentes
industriales y fuentes de abastecimiento de agua pueden provocar un deterioro en la salud humana y en el
ambiente si éstos no son tratados eficazmente. Debido a lo anterior, se han aplicado y desarrollado métodos
convencionales y no convencionales para la remoción de los principales contaminantes presentes en el
agua, por lo que el objetivo del presente proyecto es desarrollar e implementar una metodología no
convencional para la remoción de contaminantes del agua empleando procesos de adsorción sometidos a
campos magnéticos. La caracterización magnética de los materiales será de gran importancia para explicar
el mecanismo que ahí ocurre por lo que se contará con las instalaciones del laboratorio del Dr. Roberto
Escudero Derat del Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM.
Av. López Mateos #1801 Ote., Fracc. Bona Gens, C.P. 20256 Aguascalientes, Ags., Tels. 01 449 9105002, Fax. 01 449 97000423
www.ita.mx
Subsecretaría de Educación Superior Dirección General de Educación Superior Tecnológica
Instituto Tecnológico de Aguascalientes
Directora de Tesis: Dra. Ma. del Rosario Moreno Virgen, Contacto: [email protected] ………………………………………………………………………………………………………………………………
MODIFICACIÓN SUPERFICIAL DE CARBÓN CON MÉTODOS FÍSICOS Y QUÍMICOS PARA LA
ADSORCIÓN SIMULTÁNEA DE COLORANTES Y METALES PESADOS
Resumen: Algunas industrias descargan colorantes y metales pesados dentro de sus aguas residuales y
esta mezcla dificulta el tratamiento del agua. Aunado a esto, es complicado seleccionar algún método para
tratar la mezcla de dos especies completamente diferentes en cuanto a estructura química debido a que los
métodos utilizados frecuentemente se emplean para un mismo tipo de contaminante. Sin embargo, el
método de adsorción se considera un proceso efectivo para la remoción de colorantes, metales pesados y
otras especies peligrosas orgánicas e inorgánicas. En la literatura hay pocos reportes acerca de la adsorción
simultánea de colorantes y metales pesados en solución acuosa, y en estos, la capacidad de adsorción de
los metales pesados incrementó cuando se encuentra presente el colorante ya sea en la solución o
acumulado sobre el material adsorbente. La eficacia del proceso de adsorción para la remoción de
contaminantes por medio de carbones activados depende de las características del adsorbente y las
condiciones del proceso de adsorción. Particularmente, las características del adsorbente son determinadas
por el material precursor y el proceso de activación; es por esto que diversos investigadores que trabajan
con el método de adsorción buscan constantemente estrategias para incrementar la capacidad de adsorción
de los materiales adsorbentes. Una de ellas es la modificación superficial de los adsorbentes para favorecer
las interacciones adsorbato-adsorbente e incrementar la cantidad adsorbida. Algunos ejemplos de
modificación son las efectuadas con ácidos para favorecer la formación de grupos ácidos en el carbón y la
oxidación con aire para aumentar la polaridad del carbón y modificar su superficie específica. Otro ejemplo
es el dopado con sales para aumentar la basicidad y polaridad del carbón. Por lo anterior, el objetivo de este
proyecto es modificar carbones comerciales y algunos obtenidos a partir de residuos vegetales empleando
métodos físicos y químicos para remover simultáneamente colorante y metales pesados en mezclas
binarias, ternarias y efluentes industriales.
Director de Tesis: Dr. Rigoberto Tovar Gómez, Contacto: [email protected]
………………………………………………………………………………………………………………………………
Av. López Mateos #1801 Ote., Fracc. Bona Gens, C.P. 20256 Aguascalientes, Ags., Tels. 01 449 9105002, Fax. 01 449 97000423
www.ita.mx
Subsecretaría de Educación Superior Dirección General de Educación Superior Tecnológica
Instituto Tecnológico de Aguascalientes
DESARROLLO DE UN SENSOR DE FIBRA PARA MONITOREO DE LA EVOLUCIÓN DEL FRAGUADO
EN CEMENTOS
Resumen: La industria cementera hoy en día es una de las más importantes a nivel mundial, sin embargo
los métodos y normas que rigen la fabricación del cemento hidráulico siguen siendo basados en métodos de
ensayo. El desarrollo de fibras ópticas para aplicaciones especiales ha permitido que se puedan medir
cantidades físicas con una precisión mucho mayor a la que realizan los instrumentos clásicos o
convencionales. El presente proyecto propone el desarrollo de un sensor de fibra óptica para monitorear la
evolución del fraguado de pastas de cemento o bien concretos hidráulicos.
Director de Tesis: Dr. Juan José Soto Bernal, Contacto: [email protected]
………………………………………………………………………………………………………………………………
EFECTO DE LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA Y RADIACIÓN LÁSER EN LA ORIENTACIÓN
MOLECULAR DE PELÍCULAS PLÁSTICAS.
Resumen: En la actualidad, los plásticos se han convertido en una material imprescindible en la vida
cotidiana; son productos de uso común y fabricados en grandes cantidades; sin embargo, debido a su difícil
desintegración son algunos de los contaminantes más recurrentes de los suelos y de los océanos. Entre los
plásticos más utilizados se encuentran el Nylon, Policloruro de vinilo (PVC), Polietilenteraftalato (PET),
polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad (LDPE) polipropileno (PP) y poliestireno
(PS); los cuales tardan años en degradarse y reintegrarse a la naturaleza como materia inocua. El continuo
crecimiento de la población ha incrementado de forma alarmante el nivel de contaminación por estos
materiales plásticos. En la actualidad, el uso masivo de estos materiales se debe a su bajo costo de
manufactura y a sus excelentes propiedades mecánicas. La acumulación, en el medio ambiente, de los
polímeros con bajo índice de degradabilidad ha tenido como consecuencia que el metabolismo de los seres
vivos sea alterado y en consecuencia el comportamiento de las cadenas tróficas, lo que sugiere la necesidad
de desarrollar metodologías alternativas para evitar la acumulación de estos materiales plásticos en el medio
ambiente. Una opción que se presenta para la disminución de la contaminación por este tipo de materiales
sintéticos, es la modificación de la estructura molecular de los polímeros por medio de la adición de agentes
oxidativos, obteniendo con ello plásticos denominados, comercialmente,oxodegradables, otra alternativa es
el uso de polímeros naturales, llamados de esta forma porque se obtienen de procesos enzimáticos de seres
vivos.
Av. López Mateos #1801 Ote., Fracc. Bona Gens, C.P. 20256 Aguascalientes, Ags., Tels. 01 449 9105002, Fax. 01 449 97000423
www.ita.mx
Subsecretaría de Educación Superior Dirección General de Educación Superior Tecnológica
Instituto Tecnológico de Aguascalientes
El objetivo del presente proyecto de investigación es evaluar el efecto de la radiación ultravioleta y radiación
láser en la orientación molecular de películas elaboradas con PET, PP, nylon y poliestireno para minimizar el
efecto de estos materiales en el medio ambiente.
Directora de Tesis: Dra. Ma. Rosario González Mota, Contacto: [email protected]
………………………………………………………………………………………………………………………………
CLOUD-S: UNA NUEVA METODOLOGÍA PARA INTEGRAR SEGURIDAD EN LA NUBE.
Resumen: A partir de los modelos de computación dominantes en las Tecnologías de la Información (TI)
como lo son: El Modelo de Computadora central, y el Modelo Cliente-Servidor); a surgido un nuevo modelo
para la oferta de servicios de TI llamado “Cloud Computing”, el cual fue creado para responder al explosivo
aumento del número de dispositivos conectados a Internet y complementar la presencia cada vez mayor de
la tecnología en las actividades cotidianas de las personas. De acuerdo con IBM, el modelo de Cloud
Computing tiene por objetivo brindarle al usuario una experiencia excepcional en lo referente al acceso,
consumo, y suministro de servicios TI. Dicha virtud se fundamenta en un diseño centrado en el usuario y se
caracteriza por su escalabilidad elástica. Este efectivo modo de adquisición y suministro de servicios TI
permite un fácil acceso a los recursos (servicios) poniéndolos a la disposición de todos. En este sentido,
fomenta también una fácil publicación de servicios en la “Nube” por parte de un proveedor. Estos aspectos
generan un gran número de vulnerabilidades por lo que es necesario integrar estrategias de seguridad de
manera formal en el modelo sin afectar su elasticidad ni el fácil consumo o suministro de servicios TI. Una
manera de hacerlo consiste en generar un modelo metodológico que integre estrategias seguridad en el
modelo propio de Cloud Computing considerando actores, actividades, y requerimientos de cada etapa del
modelo establecido. La carencia de este tipo de estrategias representa una buena oportunidad de
investigación. El objetivo de este proyecto es establecer una metodología que permita integrar seguridad en
la Nube manteniendo el fácil acceso a los servicios por parte del usuario, y la sencilla incorporación de
nuevos servicios y adaptación de los mismos de acuerdo a las necesidades de los usuarios (Elasticidad).
Director de Tesis: Dr. Ricardo Mendoza González, Contacto: [email protected]
………………………………………………………………………………………………………………………………
Av. López Mateos #1801 Ote., Fracc. Bona Gens, C.P. 20256 Aguascalientes, Ags., Tels. 01 449 9105002, Fax. 01 449 97000423
www.ita.mx
Subsecretaría de Educación Superior Dirección General de Educación Superior Tecnológica
Instituto Tecnológico de Aguascalientes
DIAGNÓSTICO DE FALLAS ELÉCTRICAS DE ESTATOR EN EL MOTOR BRUSHLESS
Resumen: La búsqueda de métodos de diagnóstico de fallas en máquinas eléctricas ha sido de gran interés
en los últimos años y aunque hay muchos trabajos en la literatura del área, la detección de fallas
simultáneas aún no se ha reportado. Tampoco existe mucha información sobre la detección de fallas en
máquinas eléctricas en regímenes de velocidad variable. Una de las aplicaciones importantes del
diagnóstico de fallas en máquinas eléctricas es su contribución en el mantenimiento periódico de las
máquinas, es decir, en lugar de contar con un mantenimiento preventivo basado sólo en estadísticas de
eventos, es posible contar con un mantenimiento basado además, en el diagnóstico de fallas. De esta forma
se ve la necesidad de integrar un algoritmo de diagnóstico capaz de detectar diferentes tipos de fallas para
máquinas brushless a velocidad variable, en principio, con técnicas de diagnóstico de fallas basadas en el
modelo matemático. El objetivo general del proyecto es efectuar el diagnóstico de fallas eléctricas y
mecánicas en el Motor de Brushless en diferentes regímenes de par y velocidad variable.
Director de Tesis: Dr. Francisco Villalobos Piña, Contacto: [email protected]
………………………………………………………………………………………………………………………………
DIAGNÓSTICO DE FALLAS EN ROBOTS MANIPULADORES
Resumen: Los procesos industriales han llevado a la necesidad de confiar en sistemas cada vez más
robustos y seguros, actualmente el uso de robots manipuladores en las diferentes actividades industriales
llevan a la necesidad de contar con esquemas y herramientas que permitan validar la correcta operación de
dichos manipuladores, ya que al entrar éstos en condición de falla pueden desempeñar de manera
inadecuada incluso volverse peligrosos en el ámbito de los procesos de manufactura. De esta forma surge la
necesidad de integrar un esquema o grupo de ellos capaz de detectar diferentes escenarios de falla de
robots manipuladores en un principio con técnicas basadas en modelos matemáticos. El objetivo general del
proyecto es efectuar el diagnóstico de diferentes escenarios de falla de robots manipuladores industriales.
Director de Tesis: Dr. Francisco Villalobos Piña, Contacto: [email protected]
………………………………………………………………………………………………………………………………
Av. López Mateos #1801 Ote., Fracc. Bona Gens, C.P. 20256 Aguascalientes, Ags., Tels. 01 449 9105002, Fax. 01 449 97000423
www.ita.mx
Subsecretaría de Educación Superior Dirección General de Educación Superior Tecnológica
Instituto Tecnológico de Aguascalientes
SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE PEHD RECICLADO/BENZOFENONA/CASCARRILLA DE ARROZ
PARA APLICACIONES EN SISTEMAS DE ILUMINACIÓN
Resumen: El sector petroquímico y de generación de energía eléctrica producen el 96% de la contaminación
industrial en México, de acuerdo con datos de la Secretaría de Medio Ambiente. Las centrales de la CFE
generan 760 millones de toneladas de contaminantes, la mayor parte de las emisiones corresponden a
gases de efecto invernadero que afectan la calidad del aire en la población y contribuyen al calentamiento
global. Además de que uno de los problemas para la eliminación de desechos sólidos, lo constituyen los
materiales poliméricos, principal componente de los productos poliméricos para empacado (botella, botes,
bolsas, etc). Estos desechos muestran una resistencia al ataque de los microorganismos presentes en el
suelo, así como al ataque por radiaciones solar y UV. El polietileno de alta densidad (PEHD), es el más
empleado actualmente para forzado de cultivos en invernaderos, túneles y acolchado. Esto se debe
principalmente a sus excelentes propiedades mecánicas, y a la facilidad para incorporar aditivos que
mejoran sus prestaciones en el proceso de fabricación del PEHD diversas sustancias como (a) Absorbentes
de radiación UV (derivados de benzotriazoles y benzofenona), (b) Secuestradores de radicales libres, (c)
Desactivadores (sales orgánicas de níquel). En el caso de la cascarilla de arroz es un residuo agrícola que
se producen en grandes cantidades, aproximadamente de cada 100 kg de arroz se obtienen 20 kg de
cascarilla. Tiene una composición típica de 40% de celulosa, 20% de cenizas en base seca, 10% humedad y
30% extracto no-nitrogenado.En los últimos tres años, la producción de arroz palay en México es cercana a
285,000 toneladas. Mientras que la benzofenonaes una sustancia blanca cristalina, insoluble en agua y con
olor a rosas. Su punto de fusión es de 49 °C y su punto de ebullición de 305-306 °C. La benzofenona actúa
como filtro para las radiaciones UV ya que es capaz de absorberla (promoviendo sus electrones a un estado
excitado) y disiparla en forma de calor (al volver sus electrones al estado fundamental). Esto es posible
debido a que la benzofenona posee sus estados de singlete y triplete energéticamente muy próximos entre
sí. Por esto, mediante las mezclas poliméricas de PEHD/cascarilla de arroz/benzofenona se pretende
disminuir el efecto de contaminación ambiental producido por la demanda de energía eléctrica para el sector
eléctrico principalmente en el área de iluminación mediante la absorción y liberación de luz UV.
Directora de Tesis: Dra. Norma Rangel Vázquez, Contacto: [email protected]
………………………………………………………………………………………………………………………………
Av. López Mateos #1801 Ote., Fracc. Bona Gens, C.P. 20256 Aguascalientes, Ags., Tels. 01 449 9105002, Fax. 01 449 97000423
www.ita.mx
Subsecretaría de Educación Superior Dirección General de Educación Superior Tecnológica
Instituto Tecnológico de Aguascalientes
SÍNTESIS, CARACTERIZACIÓNY MODELACIÓN MOLECULAR DE MEZCLAS POLIMÉRICAS DE PEHD
RECICLADO/CASCARILLA DE TRIGO/BENZOFENONA COMO SISTEMAS DE
ABSORCIÓN/LIBERACIÓN DE LUZ UV
Resumen: En México, el sector eléctrico se basa en gran medida en fuentes térmicas (74% de la capacidad
instalada total), seguido por la generación hidroeléctrica (22%). Aunque la explotación de recursos solares,
eólicos y biomasa cuentan con un gran potencial, la energía geotérmica es el único recurso renovable
(excluyendo la hidroeléctrica) con una contribución considerable a la matriz de energía (2% de la capacidad
de generación total). La tendencia general en generación térmica es una reducción de combustibles a base
de petróleo y un aumento de gas natural y carbón. Las emisiones de GEI (gases de efecto invernadero) del
sector eléctrico en 2004 fueron de 114 Tm de CO2|CO2e, que representó el 31% del total de emisiones por
la combustión de combustible fósil. Los pronósticos para el año 2014 estiman que las emisiones por
generación de electricidad se incrementarán hasta 160 Tm de CO2|CO2e, 32% del total. Cabe mencionar
que debido a razones económicas se ha incrementado el uso de mezclas poliméricas con materiales
lignocelulósicos como por ejemplo, harina de madera, cascarilla de arroz, cascarilla de trigo cascarilla, y
yute. En donde, la cascarilla de trigo es considerada como un residuo agrícola que sugirió, de bajo costo y
respetuoso con el medio ambiente derivados de llenado de una fuente renovable. Por lo tanto, son una
fuente que aún se encuentra bajo un estudio muy cuidadoso y en desarrollo. Mientras que el polietileno de
alta densidad (PEHD),es un polímero de adición, conformado por unidades repetitivas de etileno. En el
proceso de polimerización, se emplean catalizadores tipo Ziegler-Natta, y el Etileno es polimerizado a bajas
presiones, mediante radicales libres. El PEHD, se caracteriza por (a) excelente resistencia térmica y
química, (b) muy buena resistencia al impacto y, (c) no es atacado por los ácidos, resistente al agua a 100
ºC y a la mayoría de los disolventes ordinarios.Finalmente, la benzofenona actúa como filtro para las
radiaciones UV ya que es capaz de absorberla (promoviendo sus electrones a un estado exitado) y disiparla
en forma de calor (al volver sus electrones al estado fundamental). Esto es posible debido a que la
benzofenona posee sus estados de sencillo y triples energéticamente muy próximos entre sí. Es por esto
que surge la necesidad de utilizar mezclas poliméricas con materiales naturales como la cascarilla de
trigo/PEHD/benzofenona, con el objetivo de disminuir el efecto de contaminación ambiental producido por la
falta de cultura de reciclaje y de la demanda de energía eléctrica para el sector eléctrico principalmente en el
área de iluminación mediante la absorción y liberación de luz UV.
Av. López Mateos #1801 Ote., Fracc. Bona Gens, C.P. 20256 Aguascalientes, Ags., Tels. 01 449 9105002, Fax. 01 449 97000423
www.ita.mx
Subsecretaría de Educación Superior Dirección General de Educación Superior Tecnológica
Instituto Tecnológico de Aguascalientes
Directora de Tesis: Dra. Norma Rangel Vázquez, Contacto: [email protected]
………………………………………………………………………………………………………………………………
LIBERACIÓN CONTROLADA DE INSULINA MEDIANTE PARCHES BIODEGRADABLES DE ALMIDÓN
DE ARROZ, TRIGO Y QUITOSANO: SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN
Resumen: Hoy en día, se están realizando diversas investigaciones para encontrar una técnica segura y
fiable que evite las inyecciones diarias de insulina, aunque la técnica más segura y exacta con la que se
cuenta continua siendo la inyección subcutánea, ya sea mediante jeringuillas, plumas o la bomba de
insulina. Hay que señalar además que, dependiendo de las características de cada persona y del grado de
control de su enfermedad, no todos los instrumentos son apropiados. En la actualidad los parches que se
comercializan para liberación de insulina contienen un sensor capaz de medir a través de la piel la
concentración de glucosa en sangre (glucemia) y, en función de ésta, administrar la dosis de insulina
precisa. Este parche contiene multitud de microagujas, prácticamente indoloras por su reducido tamaño, que
penetran en la piel de la zona en que se aplica y a través de cuales se va administrando la insulina. Por lo
que es necesario un grado de estabilidad importante de la enfermedad para garantizar la seguridad del
tratamiento.Aunque se están teniendo resultados favorables resulta de una tecnología muy costosa que
faltaría determinar si puede ser incorporada al catálogo de prestaciones de los diferentes Servicios de Salud
Públicos en México. Por este motivo y ante la necesidad de cubrir una demanda que presenta la sociedad en
general, en este proyecto se pretende obtener parches que sean biodegradables para evitar problemas de
contaminación ambiental mediante el la síntesis de almidón de arroz, trigo y quitosano, para determinar cuál
presenta mayor control de liberación de insulina.
Directora de Tesis: Dra. Norma Rangel Vázquez, Contacto: [email protected]