Un catalizador desarrollado por la Universidad de Zaragoza ayudará a producir de forma más eficiente,económica y respetuosa con el medio ambiente el óxido de etileno.

Equipo investigador que ha desarrollado el trabajo, con Jesús Santamaría a la derecha, en los laboratorios del INA.

Ramirez, A., Hueso, J. L., Suarez, H., Mallada, R., Ibarra, A., Irusta, S. and Santamaria, J. (2016), A Nanoarchitecture Based on Silver and Copper Oxide with an Exceptional Response in the Chlorine-Promoted Epoxidation of Ethylene. Angew. Chem.. doi:10.1002/ange.201603886

Científicos de la Universidad de Zaragoza en el Instituto de Nanociencia de Aragón (INA) han creado un nuevo catalizador, que ayudará a producir de forma más eficiente (mayor cantidad de producto a menor temperatura), económica y respetuosa con el medio ambiente un compuesto de gran importancia industrial: el óxido de etileno.

El óxido de etileno es el decimocuarto compuesto orgánico por tonelaje a nivel mundial. Además de servir para sintetizar etilenglicol (usado como anticongelante, en la fabricación de poliéster, perfumes, lubricantes, disolventes y plastificantes, entre otros usos), así como otros éteres glicólicos y etanolaminas, se emplea también como esterilizador en aparatos de uso médico o en la maduración acelerada de vegetales.

A pesar de la importancia del óxido de etileno en la industria química, su producción presenta problemas importantes en cuanto a la selectividad de la reacción y las condiciones de operación. El catalizador de referencia en la industria hoy (nanopartículas de plata soportadas sobre alúmina de baja área superficial) requiere una variedad de promotores metálicos (metales alcalinos como el cesio y otros metales como molibdeno, tungsteno y cromo). Además, para alcanzar una selectividad suficiente, durante la producción industrial se añade dicloroetano u otros compuestos conteniendo cloro, junto con un alto porcentaje de etano, con los problemas económicos y ambientales que esto conlleva.

El catalizador desarrollado en la Universidad de Zaragoza, a pesar de no utilizar promotores, no solo presenta una mayor actividad (con rendimientos significativos a partir de unos 100 grados centígrados, unos 75 menos que el catalizador estándar), sino que además es capaz de operar de forma estable sin necesidad de añadir continuamente dicloroetano a la alimentación. Tal es el potencial del catalizador formado por Nanoestructuras de plata embebidas en óxido de cobre, que la Universidad de Zaragoza ya ha presentado una patente para proteger su posible explotación.

Este catalizador se ha obtenido dentro del proyecto internacional Advanced Grant HECTOR, dirigido por el catedrático de Ingeniería Química Jesús Santamaría. En el estudio han participado los doctorandos Adrián Ramírez y Hugo Suárez, y los doctores José Luis Hueso, Reyes Mallada y Silvia Irusta así como el doctor Alfonso Ibarra, del Laboratorio de Microscopías Avanzadas del INA.

La nanoestructura de este nuevo catalizador ha podido elucidarse gracias a las instalaciones del Laboratorio de Microscopías Avanzadas, que ha revelado una configuración en la que las fases de plata y óxido de cobre se entremezclan, permitiendo una fuerte interacción entre ellas.

El sincrotrón ALBA: Un algoritmo para controlar la inyección de electrones.

El sincrotrón ALBA es un complejo de aceleradores de electrones para generar luz de sincrotrón. Está formado por tres aceleradores: el linac (lineal accelerator) donde los electrones recibe la primera aceleración, el propulsor (booster) donde se aceleran los electrones hasta una energía nominal de 3 GeV, y el anillo de almacenamiento (storage ring) donde los electrones se mantienen almacenados a una energía constante y su emisión de luz de sincrotrón se aprovecha para realizar experimentos en los laboratorios o líneas de luz.

En el anillo de almacenamiento de ALBA, cuando se emite luz de sincrotrón, los electrones pierden energía. Para compensar esta pérdida, se utiliza un campo electromagnético que resuena dentro de unos equipos llamados cavidades de radiofrecuencia y que devuelve a los electrones la energía perdida. Este campo electromagnético es alterno y cambia su polaridad cada 2 nanosegundos (es decir, a una frecuencia de 500 MHz, diez millones de veces más rápido que la corriente eléctrica que nos llega a casa que también es alterna y cambia de polaridad a 50 Hz).
Para que los electrones recuperen la energía perdida deben entrar en las cavidades de radiofrecuencia en el momento en que la magnitud del campo eléctrico es la correcta. Esto provoca una selección de los electrones, solo se aceleran aquellos que cuando entran a las cavidades reciben el campo eléctrico adecuado. El resto pierden su energía. De esta forma los electrones se agrupan en paquetes separados cada 2 nanosegundos o, en términos de longitud, cada 60 cm. El anillo de almacenamiento de ALBA tiene una circunferencia de 268,8 metros y, por lo tanto, tiene espacio para 448 paquetes.

Hasta ahora los paquetes se rellenaban de forma uniforme. Ahora, un grupo de físicos e ingenieros del Sincrotrón ALBA ha diseñado y puesto en marcha un algoritmo que permite controlar de manera independiente la cantidad de electrones que se inyecta en cada uno de los paquetes y asegura que la distribución inicial se mantiene con el tiempo.

Esto dará pie a realizar experimentos con resolución temporal del orden de los nanosegundos y así estudiar procesos dinámicos que tienen lugar en tiempos muy cortos. En este tipo de experimentos, la luz de un primer paquete de electrones se usa para iluminar o excitar una muestra y pocos nanosegundos más tarde la luz de otros paquetes de electrones se utiliza para estudiar el efecto de la excitación anterior. La posibilidad de realizar experimentos con resolución temporal junto con la elevada brillantez de la luz de sincrotrón son hoy día dos de las características más valoradas en una instalación como ALBA.

Revamping de una planta de producción de amoniaco. Memoria

Revamping de una planta de producción de amoniaco. Memoria (PDF). Universidad Politécnica de Cartagena

1. ANTECEDENTES.
A petición de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (E.T.S.I.I.) de la Universidad Politécnica de Cartagena, se realiza el proyecto de revamping de una planta para la producción de amoniaco.

2. OBJETO DEL PROYECTO.
Se trata de la ingeniería básica para la ampliación de una planta de producción de amoniaco con el fin de incrementar la capacidad de producción de 1000 a 1500 toneladas/día de amoniaco de un 93% en peso de pureza mediante la reacción
reversible: N2 + 3H2 2NH3

Scilab Xcos : Alternativa a Matlab Simulink

Curso Gratuito de Control de Procesos en Scilab Xcos (Alternativa a Matlab Simulink)

Resultado de imagen de Scilab Xcos

SciLab es una alternativa gratuita al software comercial MatLab, que ya hemos cubierto en un artículo anterior (donde puedes descargar un pequeño tutorial para comenzar a utilizarlo). Al igual que el Simulink con Matlab, Xcos es un módulo de Scilab que contiene un editor gráfico para la construcción de modelos de sistemas dinámicos.

La comunidad online CAChemE, dedicada a la promoción del uso del software libre en la universidad e industria, ofrece entre otros recursos, un manual traducido, un curso de Control de Procesos con Simulink / Xcos, e incluso videotutoriales en Youtube.

Los videotutoriales consisten de 6 sesiones (videos de Youtube) donde se cubren los siguientes temas:

SciLab – Instalar y administrar módulos / toolboxes

Iniciación a la programación XCOS / Simulink

Creación de subsistemas con XCOS / Simulink

Construcción de diagramas en XCOS / Simulink

Control de un motor DC con Simulink / XCOS

Simulación de un reactor químico con XCOS

Scilab: alternativa a MatLab

Xcos

PROGRAMA
TUTORIAL

Scilab es una alternativa gratuita y fácil de usar a Matlab. Está producido y mantenido por un consorcio europeo y existen versiones para Linux y Windows que puedes descargar en: www.scilab.org

En este artículo incluimos:
–   Un tutorial básico para que puedas empezar a usarlo.
– El código de la ecuación de estado cúbica genérica para calcular el factor de compresibilidad de gases reales.

El código incluye también un ejemplo resuelto para el n-butano.

MatLab: Tutorial

Completo tutorial de 55 páginas, elaborado por las ingenieras Patricia Mores y Evangelina Delfratte, que cubre entre otros temas:

– Comandos y operadores de uso frecuente
– Manejo de vectores y matrices
– Resolución de sistemas de ecuaciones
– Ajuste de datos experimentales a polinomios

El tutorial se puede descargar en formato pdf en el siguiente enlace: Tutorial de Matlab

Si buscas una alternativa a Matlab, puedes explorar Scilab, un software libre con funcionalidades similares.

Diseño de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales

El archivo PDF adjunto incluye el caso práctico del diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales para una localidad de tamaño mediano (~90.000 habitantes).

A partir del planteamiento de un caso práctico y en base a la información de contexto, se da respuesta a las siguientes cuestiones:

  1. Presentar una estimación del caudal de desagüe proyectado en el horizonte del proyecto (20 años).
  2. Determinar qué sustancias podrían causar problemas en una planta de tratamiento.
  3. Pre-diseñar una planta de tratamiento basada en dos etapas un tratamiento anaerobio seguido de un tratamiento aerobio. Considerar un diseño de al menos dos etapas 2015 y 2025. Verificar si es posible utilizar lagunas de estabilización y proponer algún sistema anaerobio/aerobio (p.e, UASB + Lodos Activados).

Para el tratamiento anaerobio seleccionado, se indican los valores de:

  • Caudal de diseño y principales características de diseño como volumen, altura, área.
  • ¿Se recomendaría el uso del biogás? Dar sus consideraciones si esto es factible o no.
  • Carga orgánica de diseño (Kg DBO/día)
  • Indicar posibles ubicaciones para las unidades de una futura planta de tratamiento

Una vez establecida la ubicación de la planta, se ubican todas las instalaciones en el plano a una escala apropiada, incluiyendo todos los edificios, salas de maquinas, accesos, jardines, etc.

También se considera el tema de reuso, indicando el tipo de reuso se le daría al efluente tratado.

En el trabajo se analizan:

  • Normas ambientales para aguas receptoras, las cuales establecen los límites permisibles de diversos parámetros.
  • Caudal de desagüe proyectado y cálculo de caudal de agua residual, incluyendo agua de lluvia
  • Sustancias que podrían causar problema en la planta de tratamiento

Luego, en base a todos esos datos, se procede al diseño de la planta, incluyendo dimensionamiento del reactor, distribución de afluente, producción de metano y dimensionamiento de sus colectores , dimensionamiento de los colectores y evaluación de la producción de lodos.