Título de la beca Aumento de índice de cetano de combustible

Título de la beca
Aumento de índice de cetano de combustible diésel mediante apertura selectiva de ciclo naftenos con
catalizadores bifuncionales Rh, Pd e Ir soportados en SiO2-Al2O3
Resumen
La industria de refinado necesita mayor capacidad para satisfacer la creciente demanda de combustibles de
alta calidad, con bajas cantidades de compuestos aromáticos, azufre, nitrógeno y con alto índice de cetano
(IC). El IC es un parámetro clave en los combustibles diésel para asegurar una adecuada combustión que
conduce a un nivel bajo de emisiones de NOx y de partículas. La apertura selectiva se anillo (selectivity ring
opening, SRO) de moléculas nafténicas es una vía alternativa para la valorización de los productos
resultantes de varios procesos de reformado catalítico y craqueo. Los trabajos de investigación sobre SRO
se han limitado principalmente a las reacciones de moléculas de un anillo, sin embargo las moléculas de
dos anillos son más importantes en combustibles diésel. SRO de naftenos bicíclicos, tales como la decalina,
es muy importante en el procesamiento de LCO (Light Cycle Oil), el IC aumenta significativamente cuando
la decalina se convierte en parafinas lineales o monoramificadas. La reacción de apertura de decalina
puede ocurrir mediante mecanismo ácido o metálico. La acidez del soporte es particularmente importante
para la apertura de naftenos bicíclicos, se requiere la presencia de sitios de acidez Brønsted para apertura
de anillo e isomerización. Las zeolitas de tamaño de poro más grande, tales como HY, se consideran uno de
los soportes más adecuados para este propósito.
La sílice-alúmina amorfa (ASA) puede sustituir ventajosamente a las zeolitas, que comúnmente conducen a
excesiva actividad de craqueo. Los soportes ASA no sólo contienen fases mixtas sílice-alúmina, si no
también sílice pura y grupos de aluminio. Estos presentan fuertes sitios de acidez Brønsted, con una
resistencia comparable a la de las zeolitas, pero en una concentración mucho más baja que puede ser
ajustada variando el contenido de sílice.
El objetivo es producir catalizadores activos, estables y selectivos en SRO, empleando decalina como
molécula modelo. Se estudiarán catalizadores de Pd, Rh e Ir (mono y bimetálicos) soportados en SiO2Al2O3. Se buscará reducir la concentración de los sitios de fuerte acidez Brønsted, de fuerza comparable a
la de las zeolitas, variando el contenido de sílice del soporte. Los catalizadores se caracterizarán mediante
reacciones test y técnicas tales como: DRX, quimisorción de CO, TPR, TPO, TPD de piridina, FTIR, XPS,
entre otras.
Director, contacto y lugar de trabajo
Silvana Dippolito
[email protected]
Instituto Nacional en Catálisis y Petroquímica (INCAPE), laboratorio 57-58
Requisitos del postulante
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
1
Título de la beca
Tratamiento electroquímico de efluentes conteniendo contaminantes inorgánicos
Resumen
Con el fin de minimizar la contaminación ambiental las reglamentaciones sobre el vertido de efluentes son
cada vez más severas, ello exige el desarrollo de nuevas tecnologías que permitan alcanzar los valores
establecidos. Al respecto, la electroquímica puede realizar interesantes aportes logrando competir
favorablemente con otras tecnologías más convencionales. Una ventaja comparativa que ofrece el
procedimiento electroquímico es que posibilita eliminar el contaminante y al mismo tiempo transformarlo en
una especie de valor comercial, lográndose un auténtico reciclado. En años precedentes, en este grupo de
trabajo, se ha analizado el tratamiento de efluentes conteniendo metales pesados o el procesado de
corrientes gaseosas. En la presente propuesta se pretende extender la investigación al caso de
contaminantes inorgánicos, por ejemplo la eliminación de nitrato mediante reducción catódica y su
transformación en un compuesto inocuo. El becario en primera instancia realizará el estudio del tema con la
correspondiente actualización bibliográfica. A continuación, con el uso de un electrodo de disco rotatorio, se
analizará la factibilidad técnica de llevar a cabo la reacción electroquímica deseada y se establecerán las
condiciones más adecuadas de operación. Ello posibilitará seleccionar el reactor electroquímico apropiado y
a escala de laboratorio realizar los experimentos para determinar las figuras de mérito que caracterizan al
proceso. Así, se dispondrá de la información necesaria para la comparación con otros métodos de
tratamiento.
Director, contacto y lugar de trabajo
José Bisang
[email protected]
Facultad de Ingeniería Química - Programa de Electroquímica Aplicada e Ingeniería Electroquímica
(PRELINE) - Área: Ingeniería Electroquímica
Requisitos del postulante
Estudiante de Ingeniería Química o Licenciatura en Química.
Tener regularizada Fisicoquímica
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Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
2
Título de la beca
Obtención de sustancias de alto valor agregado a partir de la oxidación catalítica de glucosa
Resumen
La glucosa es el monosacárido más abundante en la naturaleza y su oxidación genera productos ácidos y
cetoácidos de alto valor agregado. Entre los productos de oxidación de la glucosa se encuentra el ácido
glucónico. El ácido glucónico y sus sales son productos de gran aplicación en las industrias farmacéutica,
alimenticia, papelera y cementera. En la actualidad, el ácido glucónico se obtiene por oxidación de la
glucosa a través de un proceso biotecnológico que involucra a los microorganismos Aspergillus niger y
Gluconobacter suboxidans. Una gran desventaja operativa de este proceso es la separación del producto de
interés de los microorganismos y enzimas libres en solución. Esto ha motivado el estudio de la síntesis de
ácido glucónico a través de procesos catalíticos heterogéneos.
Los catalizadores más estudiados en la oxidación de glucosa para obtener ácido glucónico son aquellos
basados en Pt y Pd aunque su desactivación y la presencia de reacciones paralelas limitan su aplicación a
nivel industrial. Los resultados de estabilidad, selectividad y actividad de los sistemas monometálicos se han
mejorado con combinaciones bi- y trimetálicas Bi-Pd y Bi-Pt-Pd. Sin embargo, el Bi es tóxico y tiene
tendencia a migrar desde la superficie del catalizador a la solución lo que imposibilita su aplicación en
procesos de obtención de ácido glucónico con destino farmacológico o alimenticio.
En los últimos años, los catalizadores de oro soportado en óxidos metálicos o carbón han sido motivo de
estudio y han demostrado tener alta estabilidad, actividad y selectividad. Este comportamiento se ha
observado en aquellos catalizadores con nanopartículas de oro, es decir, partículas cuyo tamaño es inferior
a 2 nm. Las nanopartículas de Au no sólo se han evaluado soportadas en materiales inorgánicos (óxidos
metálicos y carbón), también se han estabilizado sobre geles poliméricos mostrando actividad y sobre
celulosa donde los resultados fueron comparables a los obtenidos con Au/C.
En este marco, el objetivo de este trabajo es desarrollar catalizadores heterogéneos para la síntesis de
ácido glucónico a partir de glucosa en fase líquida. Se prepararán, caracterizarán y evaluarán en reacción
catalizadores metálicos de manera de maximizar la actividad, selectividad y estabilidad de los mismos.
Además, se pretende trabajar a presión atmosférica y baja temperatura y utilizar catalizadores heterogéneos
preparados minimizando los costos a fin de posibilitar que el proceso catalítico heterogéneo sea competitivo
frente al biotecnológico. El plan de trabajo también incluye la puesta a punto del método de análisis por
cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC) para monitorear la concentración de reactivos y productos
durante la reacción.
Director, contacto y lugar de trabajo
Charito Vignatti
[email protected]
1) GICIC - INCAPE - Edificio Secegrin - CCT - Santa Fe - CONICET
2) CENACA - Edificio Gollán - FIQ – UNL
Requisitos del postulante
Podrán postularse los estudiantes de carreras de grado que a la fecha de cierre de la convocatoria posean
al menos el 50 % (cincuenta por ciento) de las asignaturas aprobadas del plan de estudios de la carrera que
cursan y posean promedio académico igual o mayor a 7 (siete).
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Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
3
Título de la beca
Preparación, caracterización y evaluación de catalizadores para transformar el glicerol, subproducto de la
producción de biodiesel, por reducción y oxidación selectiva.
Resumen
El biodiesel es producido a partir de aceites vegetales por transesterificación con metanol y como
subproducto se obtiene glicerol, aproximadamente 10% en peso del producto total. El incremento
significativo de producción de biodiesel está generando una oferta creciente de glicerol, lo cual incentiva
investigar otras aplicaciones, como sintetizar productos químicos con valor agregado y/o valor energético.
Esto aumentaría la sustentabilidad del proceso global de producción del biocombustible, compatible con un
desarrollo económico y medioambiental sostenible.
El glicerol es intermediario en la síntesis de gran número de compuestos utilizados en la industria. Algunos
productos y las reacciones correspondientes son: propanodioles y etilenglicol por reducción selectiva;
dihidroxiacetona, ácido glicérico y ácido hidropirúvico por oxidación selectiva; mono y diglicéridos y
poligliceroles por eterificación selectiva y polimerización.
Entre los compuestos oxigenados de C3 de interés, se pueden mencionar 1,2-propanodiol, más conocido
como propilenglicol, y 1,3-propanodiol. En 2007, DOW anunció la introducción del PropilenGlicol Renovable
(PGR), derivado de recursos renovables, en el marco de búsqueda de tecnologías químicas sustentables.
La conversión de glicerol a propilenglicol fue inicialmente denominada reacción de hidrogenólisis, pero luego
se la consideró como reducción selectiva; en fase líquida se han utilizado diversos catalizadores pero pocos
trabajos reportan resultados de la reducción selectiva en fase gas. Considerando el 1,3-propanodiol, la
principal vía de síntesis es biológica, aunque en 2008 se reportó su obtención por vía catalítica; estos
resultados son promisorios y alientan la búsqueda de procesos catalíticos para su obtención.
Otra posibilidad interesante es a partir de glicerol, que tiene en cada átomo de C un hidroxilo, obtener
metanol, el cual es materia prima para la síntesis de biodiesel, haciendo completamente sustentable su
producción. Además, en el país hay sólo dos plantas que producen metanol, ambas a partir de fuente fósil, y
según el consumo de otras industrias y el crecimiento de los biocombustibles, a corto plazo es de esperar la
necesidad de importar metanol. El estado de investigación del proceso de glicerol a metanol presenta
escasos resultados reportados, existiendo sólo una patente que utiliza catálisis homogénea.
En general, el estado actual de los desarrollos se encuentra en etapa de investigación y generar
conocimientos en las temáticas permitiría ocupar una posición estratégica, en particular para nuestra
provincia, dado su perfil productor de biocombustibles. Numerosos aspectos restan por estudiar,
especialmente los vinculados al diseño de catalizadores aptos y la incidencia de las técnicas de su
preparación, así como la optimización de las condiciones de operación. Además, un aspecto de particular
interés es diseñar catalizadores que permitan en su formulación reemplazar metales nobles por otros de
menor costo.
En función de lo anterior, los objetivos son: i) contribuir a la sustentabilidad ambiental a partir de la
utilización de materias primas renovables, mediante el desarrollo de alternativas tecnológicas que permitan
la valoración del glicerol, subproducto de la obtención de biodiesel, a través de su conversión en
compuestos con valor agregado y/o energético, y ii) diseñar, preparar, caracterizar y evaluar catalizadores
activos y selectivos para convertir el glicerol, conduciendo procesos en fase líquida y fase gas.
Director, contacto y lugar de trabajo
Raúl Alberto Comelli
[email protected]
Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica - INCAPE (FIQ-UNL, CONICET)
Requisitos del postulante
IRQUI I cursada o cursando en el presente período.
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Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
4
Título de la beca
DESARROLLO Y OPTIMIZACION DE UN PROCESO CATALITICO PARA LA POTABILIZACION DE
AGUAS CONTAMINADAS CON NITRATOS.
Resumen
"El consumo de agua contaminada con nitratos puede causar serias enfermedades. Entre ellas las
principales son el cáncer de ovario o próstata en adultos y el síndrome del bebé azul en infantes. Es por ello
que se debe garantizar la calidad de agua a la población en general. En el proyecto que se desempeñará el
cientibecario, se desarrollará un proceso óptimo para la potabilización catalítica de agua contaminada con
nitratos. El postulante realizará tareas de ingeniería (desarrollo y diseño de proceso y reactor de reducción),
investigación aplicada (preparación y evaluación de catalizadores que maximicen la performance del
proceso) y extensión social (información a la sociedad, participación en talleres, toma de muestras y análisis
de aguas en la comuna de Arroyo Leyes). Los procesos que serán evaluados, así como los catalizadores
que se utilizarán se encuentran actualmente protegidos por dos patentes, y el objetivo central del proyecto
es optimizar y transferir la tecnología para su uso masivo. Por otra parte, el cientibecario tendrá la
posibilidad de participar activamente en un proyecto en el cual se desarrollará un ""dispenser domiciliario""
de agua contaminada con nitratos.
Es importante remarcar que actualmente, se dispone de una planta piloto donde se evaluarán los mejores
catalizadores desarrollados, y de tener éxito, hay grandes posibilidades de transferir el proyecto a la
sociedad."
Director, contacto y lugar de trabajo
Gustavo Mendow
[email protected]
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA – INCAPE
Requisitos del postulante
PROMEDIO MAYOR A 7. SIN REQUISITOS EXCLUYENTES
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Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
5
Título de la beca
Análisis del comportamiento fluidodinámico de reactores electroquímicos mediante la técnica estímulorespuesta.
Resumen
Los modelos ideales de flujo pistón y mezcla perfecta son preferidos por los ingenieros cuando se diseñan
equipos para la producción de compuestos o tratamiento de efluentes, debido a que son sencillos de tratar
matemáticamente. El comportamiento real de estas unidades frecuentemente se desvía de las situaciones
idealizadas. Las desviaciones son causadas por recirculación de fluido y creación de zonas estancas o
muertas. Esto ocurre en todos los equipos de procesos, como ser: intercambiadores de calor, columnas
rellenas, reactores químicos y electroquímicos. Las desviaciones del flujo ideal deben evitarse, ya que
disminuyen el desempeño del equipo y además distorsionan la información cuando se desean obtener
parámetros cinéticos. Por otra parte, el conocimiento del comportamiento exacto de un determinado
dispositivo posibilita el correcto cambio de escala del mismo.
Para interpretar el comportamiento de estos equipos, se suele estudiar la distribución de tiempos de
residencia del fluido. Para ello, se estimula al sistema con la inyección de un trazador y se mide su
respuesta. Si bien este procedimiento es común en ingeniería química, los reactores que se usan para la
producción de sustancias por vía electroquímica tienen características especiales que requiere sean
estudiados en forma específica. Por otra parte, los equipos de laboratorio son generalmente pequeños y
pueden estar rellenos con promotores de turbulencia, por lo que el tiempo de residencia dentro de los
mismos es muy bajo. De esta forma, toma importancia el tiempo de respuesta del sensor utilizado para
medir la curva respuesta. Un tiempo de respuesta inadecuado puede influenciar en forma significativa los
resultados obtenidos.
Asimismo, una estrategia de operación en reactores electroquímicos consiste en controlar el potencial del
electrodo para evitar reacciones secundarias, tal como la generación de hidrógeno en el caso de procesos
catódicos. No obstante, esta reacción secundaria presenta como aspecto favorable el incremento de la
transferencia de masa del reactivo hacia la superficie del electrodo lo cual beneficia la producción específica
del equipo pero incrementa el consumo energético específico. Ello genera una situación de compromiso
para la adopción del potencial de trabajo en el electrodo.
El becario en primera instancia realizará el estudio del tema con la correspondiente actualización
bibliográfica. A continuación, se determinará la distribución de tiempos de residencia en reactores
electroquímicos empleando como estímulo la inyección manual e instantánea de un pequeño volumen de
solución conteniendo trazadores como KCl o NaOH y se seguirá la respuesta del sistema por
conductimetría. Se analizará la influencia del tiempo de respuesta del sensor sobre la adquisición de los
datos y se estudiará el efecto de la presencia de gases electro-generados sobre el comportamiento
hidrodinámico de los equipos. Esta información posibilitará mejorar la técnica estímulo-respuesta y permitirá
la caracterización fluidodinámica de reactores electroquímicos bifásicos.
Director, contacto y lugar de trabajo
José Bisang
[email protected]
Facultad de Ingeniería Química - Programa de Electroquímica Aplicada e Ingeniería Electroquímica
(PRELINE) - Área: Ingeniería Electroquímica
Requisitos del postulante
Estudiante de Ingeniería Química
Regularizada la asignatura Ingeniería de las Reacciones Químicas Ic
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Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
6
Título de la beca
Modelado numerico de materiales heterogeneos utilizando metodologias multiescala
Resumen
El plan de trabajo propuesto consistirá en la realización de simulaciones numerìcas del comportamiento
mecánico de materiales altamente heterogéneos, no-lineales, utlizando el método de elementos finitos
conjuntamente con técnicas multiescala.
La idea del trabajo consiste en evaluar las propiedades efectivas de ese tipo de materiales, a partir del
comportamiento constitutivo de cada uno de sus componentes.
Con la realización de este trabajo, el alumno obtendrá una formación complementaria en la utilización de
técnicas de elementos finitos orientadas a la simulación de materiales programados en matlab, como
también en homogeneización computacional.
Director, contacto y lugar de trabajo
Alfredo Huespe
[email protected]
CIMEC
Requisitos del postulante
Conocimientos de programacion en matlab, alumno de ingeniería o licienciatura en materiales cursando las
últimas materias.
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Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
7
Título de la beca
Baterías de Litio. Diseño, simulación y optimización.
Resumen
Modelado matemático de fenómenos de transferencia en baterías recargables con el objetivo de simulación,
estimación de estado de carga y estado de funcionamiento y con el objetivo del diseño de bancos de celdas
para aplicaciones estacionarias de alta potencia en energías alternativas.
Director, contacto y lugar de trabajo
Pio Aguirre
[email protected]
Facultad de Ingeniería Química-Ingar-Conicet
Requisitos del postulante
Conocimientos de fisicoquímica, operaciones unitarias y reactores.
Oferta para
Cientibeca
8
Título de la beca
Estudio de propiedades químicas y físicas de sistemas de interés en nanociencia mediante métodos
computacionales
Resumen
La nanociencia y la nanotecnologia tienen hoy día una gran importancia estratégica para el desarrollo de la
economía en las próximas décadas.
Las herramientas computacionales son una alternativa a los experimentos debido a que pueden explorar
propiedades químicas y físicas antes de hacer un experimento o bien ayudar a modelar los que se observa
experimentalmente.
En nuestro grupo estudiamos reactividad química, propiedades electrónicas, magnéticas y cambios
estructurales en nanomateriales. Los típicos sistemas estudiados son grafeno, nanotubos, fullerenos,
materiales ferroeléctricos, ferromagnéticos.
Tenemos colaboraciones con grupos experimentales que trabajan en polímeros, liberación de drogas,
química orgánica, física de superficies, entre otros.
Director, contacto y lugar de trabajo
Sergio Dalosto
[email protected]
Instituto de Física del Litoral
Requisitos del postulante
- Los requisitos son los mínimos solicitados para concursar la cientibeca.
- No hay requisitos específicos. Todo lo necesario para realizar la cientibeca se aprendera durnate el tiempo
que ella dure.
- Interés por aprender a modelar computacionalemente lo que aprendieron en los cursos básicos de su
carrera.
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Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
9
Título de la beca
“Ni, NiCe, NiZr y NiCeZr soportados sobre papeles cerámicos de fibras mixtas SiO2-Al2O3 y ZrO2 para la
obtención de etileno a partir de etano mediante ODH”
Resumen
La reacción de Deshidrogenación Oxidativa de Hidrocarburos (ODH) es una vía muy atractiva para la
obtención de etileno a partir de etano, debido a que es una reacción que consume menos energía que el
craqueo con vapor, proceso de producción utilizado actualmente. Este menor consumo energético se
fundamenta en que la reacción de ODH se produce a temperaturas sensiblemente menores. El etileno es un
producto valioso y muy utilizado actualmente para la fabricación de polímeros y fibras. Los catalizadores
basados en óxido de níquel resultan interesantes para esta reacción por sus reconocidas propiedades
catalíticas y su bajo costo.
En estudios previos con catalizadores estructurados flexibles basados en papeles cerámicos se utilizaron
fibras de SiO2-Al2O3. Se obtuvieron resultados que alientan a un estudio más profundo acerca de posibles
cambios en la formulación del papel cerámico catalítico, agregando por ejemplo fibras cortas de ZrO2, con
el objetivo de maximizar la conversión de etano y la selectividad a etileno. Por ello, el trabajo se dividirá en
tres partes: preparación, caracterización y evaluación de papeles cerámicos catalíticos para la reacción de
ODH. Durante la primera etapa se prepararán papeles cerámicos catalíticos con diferentes cantidades de
fibras cortas de ZrO2 y distintos ligantes (suspensiones coloidales de CeO2, ZrO2 y ZrO2 estabilizada con
Itria). Luego, por impregnación, se incorporará la fase activa: Ni, NiCe, NiZr o NiCeZr. Los catalizadores se
caracterizarán durante las distintas etapas de preparación mediante Difracción de Rayos X (DRX),
Espectroscopía Láser Raman (LRS) y Microsocopía de Barrido (SEM). Luego se evaluará su desempeño en
la reacción de ODH para observar cómo afectan las diferentes variables de preparación en la actividad
catalítica. Los datos obtenidos se compararán con los correspondientes a otros catalizadores estructurados
preparados y evaluados en el grupo de trabajo, para investigar mejoras significativas en los nuevos
catalizadores estructurados.
La finalidad de las actividades es que el alumno adquiera conocimientos acerca de cómo se trabaja en un
laboratorio de investigación, como así también que adquiera entrenamiento en el uso de diferentes equipos
de caracterización de materiales y conocimientos básicos acerca de estas técnicas, disponibles tanto en el
laboratorio de Fisicoquímica del INCAPE como en el ITC. En el grupo de trabajo donde se enmarca el
proyecto se realizan reuniones periódicas en las cuales se exponen y se discuten los resultados, por lo que
el becario aprenderá también a presentar los resultados de manera concisa.
Director, contacto y lugar de trabajo
Ezequiel David Banús
[email protected]
Instituto en Investigaciones en Catálisis y Petroquímica (INCAPE).
Instituto en Tecnología Celulósica (ITC).
Requisitos del postulante
Más del 50% de las materias de la carrera aprobada.
Promedio superior a siete, incluyendo insuficientes.
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Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
10
Título de la beca
Evaluación de fermentos primarios y adjuntos en el desarrollo de aroma y sabor en quesos.
Resumen
En Argentina se produce un gran volumen de distintos tipos de quesos, en cuya elaboración se utilizan
comúnmente cultivos lácticos termófilos de Streptococcus thermophilus y Lactobacilus helveticus como
fermento primario. La adición de cepas de lactobacilos mesófilos en quesos también puede realizarse, con
el fin de controlar la microflora indeseable e influir en las características organolépticas del producto. La
formación de compuestos de flavour en el queso es un proceso bioquímico dinámico en el que se
interrelacionan una gran cantidad de vías metabólicas. Las actividades enzimáticas microbianas implicadas
en el catabolismo de los aminoácidos se consideran de importancia fundamental en el desarrollo de dicho
proceso, y han demostrado ser altamente dependientes de la cepa y de las condiciones de cultivo. En la
presente propuesta se busca profundizar el conocimiento acerca de la capacidad enzimática y los caminos
metabólicos implicados en la producción de aroma a partir de aminoácidos por distintas bacterias lácticas
(lactobacilos mesófilos y termófilos y estreptococos) autóctonas y comerciales. En primer lugar, se
profundizará el estudio de las cepas en relación a sus actividades enzimáticas particulares implicadas en el
catabolismo de los aminoácidos (aminotransferasas, glutamatodehidrogenasa, alfacetoácido decarboxilasa
e hidroxiácido dehidrogenasa). Estas determinaciones se realizarán en extractos libres de células obtenidos
de las cepas luego del crecimiento en caldos de cultivos comerciales, y en medios comúnmente utilizados
en la industria para la preincubación de fermentos (leche o suero). Posteriormente se realizarán
experimentos de incubación de las cepas de interés en fase de crecimiento logarítmico tardío (resting cells)
en mezclas de reacción con condiciones similares a las presentes en el medio ambiente del queso (buffer
fosfato pH 5,5, NaCl 1,5% y adicionado de distintos sustratos, como diferentes aminoácidos, alfacetoglutarato, piruvato, entre otros). En estas mezclas se estudiará el consumo de aminoácidos y la
producción de ácidos orgánicos y compuestos volátiles tratando de identificar etapas limitantes de este
proceso. Con la ejecución de la presente propuesta, se espera obtener resultados de relevancia con vistas
al diseño de fermentos (individuales o mixtos) para incrementar o diversificar el flavour en distintos tipos de
quesos.
Director, contacto y lugar de trabajo
Carina Bergamini
[email protected]
Instituto de Lactología Industrial - Facultad de Ingeniería Química
Requisitos del postulante
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
11
Título de la beca
Optimización de catalizadores para la obtención de hidrógeno ultra-puro empleando la reacción del gas de
agua
Resumen
Esta beca se enmarca en un amplio proyecto del grupo orientado a la producción de hidrógeno ultra puro
para ser empleado en Celdas de Combustible que generan energía eléctrica y agua como subproducto de la
reacción electroquímica. El tremendo atractivo de este proceso es la posibilidad de transformar el
combustible hidrógeno en energía sin la limitación termodinámica que impone el ciclo de Carnot y además el
producto de la “combustión” es no contaminante (agua).
Para producir el hidrógeno requerido se necesita purificarlo (Eliminar el monóxido de carbono) mediante la
en nuestro grupo pero con una carga de Pt que debe minimizarse. Por ello el objetivo de este proyecto es la
optimización de formulaciones en base a Pt para catalizar la reacción de gas de agua (RGA) en reactores
de membrana con el fin de obtener H2 de gran pureza (99.999%). Estos catalizadores deben ser más
activos que los comerciales, ser estables, no promover la metanación y no formar carbón.
Para ello se estudiarán diversas variables a fin de incrementar la actividad catalítica de la formulación de Pt
por gramo de metal noble, tales como: temperatura de reducción, modificación del pH de la solución de
impregnación del precursor, pretratamiento en hidrógeno diluido en inerte.
Además para caracterizar las formulaciones sintetizadas antes y después de su utilización en reacción se
utilizarán diversas técnicas tales como quimisorción de hidrógeno para cuantificar la fracción de Pt expuesto
en le superficie, Difracción de rayos X para conocer la estructura del sólido, Espectroscopia Raman para
obtener información sobre especies adsorbidas y ciertas características estructurales que son afectadas por
la interacción con reactivos y productos de reacción., XPS (X ray photoelectron spectroscopy) técnica que
provee información sobre el estado de oxidación y composición superficial de los catalizadores en estudio
incluyendo su modificación después de entrar en contacto con la atmósfera reaccionante.
Para evaluar el comportamiento catalítico se utilizará un reactor convencional de lecho fijo y una vez
seleccionado el mejor candidato se lo evaluará en reactor de membrana equipado con una membrana
permeable solo al H2.
Director, contacto y lugar de trabajo
Eduardo Lombardo
[email protected]
Área Fisicoquímica-INCAPE
Requisitos del postulante
Fisicoquímica de Ing Química o Fisicoquímica Ing Alimentos o Fisicoquímica II e Lic Qca
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Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
12
Título de la beca
Desarrollo y optimización de sistemas de almacenamiento de energía con baterías de Litio.
Resumen
"El proyecto pretende estudiar y diseñar sistemas de almacenamiento de energía eléctrica de estaciones
fijas utilizando baterías de litio.
El óptimo diseño de estos sistemas y el control de sus operaciones, requiere de modelos matemáticos que
representen a estas unidades, y que abarquen desde los niveles microscópicos (diseño de materiales),
hasta los niveles de estaciones pilotos o industriales, incluyendo los efectos térmicos de las mismas.
Estos modelos deben ser lo suficientemente confiables para adaptarlos a diferentes escenarios de uso y a
la vez simples y de rápida resolución con el objetivo de que puedan ser usados, mediante dispositivos
electrónicos apropiados, para poder dar una rápida respuesta a la gestión de entrega y almacenamiento de
energía.
De esta manera se llevarán a cabo tareas de:
* Modelado matemático
* Adquisición de datos experimentales
* Corroboración de modelos
* Optimización de operaciones de carga y descarga
Director, contacto y lugar de trabajo
Eduardo Rubén Henquín
[email protected]
Facultad de Ingeniería Química, Departamento de Materiales.
Requisitos del postulante
Conocimientos en Fisicoquímica, Reactores y Operaciones.
Oferta para
Cientibeca
13
Título de la beca
Optimización de sistemas interconectados de generación de energía eléctrica. Programación de la
operación y del transporte.
Resumen
La actividad a desarrollar formará parte de la investigación en curso que trata el problema de la
programación de la operación y del transporte en sistemas interconectados de generación de energía
eléctrica. Se propone abordar desde la programación matemática el problema de la optimización de la
programación a corto plazo de la generación de energía en las centrales que abastecen un sistema
interconectado con restricciones de seguridad. En particular, se abordarán uno o varios sistemas de
generación: se estudiarán los modelos matemáticos que permiten optimizar la programación de la operación
y del transporte de forma eficiente. Se testearán los modelos planteados a través de la resolución de
ejemplos variados, analizando las soluciones óptimas que se obtengan.
Director, contacto y lugar de trabajo
Marian Marcovecchio
[email protected]
Facultad de Ingeniería Química - INGAR (CONICET)
Requisitos del postulante
Estudiantes de Ingeniería Industrial. Tener aprobada la asignatura: Investigación Operativa I
Estudiantes de Licenciatura en Matemática Aplicada. Tener aprobada la asignatura: Programación Lineal
Oferta para
Cientibeca
14
Título de la beca
"Optimización de catalizadores de Platino para oxidación total de hidrocarburos"
Resumen
La importancia de la eliminación de los compuestos orgánicos volátiles presentes en los efluentes gaseosos
industriales, radica en que estas sustancias son responsables del deterioro ambiental y provocan
dificultades en la salud. Entre los daños causados se pueden citar: Smog fotoquímico, toxicidad, efecto
invernadero y adelgazamiento de la capa de ozono. Todas estas razones hacen que sea imperante
disminuir los niveles de emisiones de contaminantes, para asegurar el equilibrio ambiental y
consecuentemente, la calidad de vida de todos los seres vivos.
La oxidación catalítica es uno de los métodos más eficientes para la eliminación de contaminantes gaseosos
que se encuentran presentes en bajas concentraciones en los efluentes industriales y que resultan nocivos
para la salud y el medioambiente. El éxito de las formulaciones catalíticas depende en gran medida del
estudio de las variables de operación a escala laboratorio.
Las reacciones de combustión total presentan el siguiente esquema general:
C_n H_(2n+2) + (3(n+1))/2 〖 O〗_2 → nCO_2 + (n+1) H_2 O ∆H< 0
La reacción involucra como reactivos un hidrocarburo (HC) y oxígeno generando como productos finales
CO2 y H2O; siendo uno de los objetivos no obtener productos de combustión parcial (CO). Para obtener
esto último es necesario que el catalizador sea altamente selectivo.
Para alcanos de bajo peso molecular y, en particular, para el metano se requieren elevadas temperaturas
para su eliminación completa. Por lo tanto, uno de los objetivos que se pretende alcanzar es la búsqueda de
soportes adecuados para promover la actividad intrínseca del Pt y lograr disminuir la temperatura de
eliminación. Una propiedad importante es la estabilidad de los catalizadores, dado que de ésta dependerá el
tiempo de vida útil y la posible reutilización y en consecuencia, la incidencia en los costos.
El grupo de trabajo en el que se desarrollará el trabajo posee una vasta experiencia en catalizadores
metálicos soportados en el campo de la combustión total de hidrocarburos. De esta manera, se pretende
avanzar en el estudio de catalizadores de Pt, con el fin de mejorar la actividad de este metal a través de la
utilización de agentes promotores.
A partir de estudios previos y material bibliográfico, se propone sintetizar catalizadores más activos y
estables para oxidación de propano y metano. Como promotores se seleccionaron materiales de naturaleza
reducible tales como óxido de cerio, óxido de titanio, óxido de cerio/alúmina, óxido de cerio/titania. Se
dirigirá la síntesis hacia la modificación del soporte para mejorar las propiedades y así aumentar la actividad
catalítica.
Las etapas de trabajo propuestas son:
1 - En primera instancia el alumno se familiarizará con los aspectos teóricos y prácticos relacionados con el
tema de trabajo. Se realizará la búsqueda y actualización bibliográfica del tema teniendo en cuenta los
objetivos planteados.
2 – Se prepararán y caracterizarán los materiales preparados. Algunas de las técnicas de caracterización a
utilizar serán: difracción de rayos X, desorción temperatura programada de amoníaco, reducción a
temperatura programada, espectroscopía infraroja.
3 – Los catalizadores sintetizados se evaluarán en reacción en un equipo diseñado para tal fin. Las
experiencias de actividad catalítica se realizarán realizadas en un equipo de flujo de lecho fijo analizando los
resultados por cromatografía gaseosa.
3 - Se analizarán e interpretarán los resultados. Se elaborará un informe final.
Director, contacto y lugar de trabajo
María Sol Avila
[email protected]
Instalaciones en las que se encuentra el grupo GICIC - CCT Santa Fe (Parque Tecnológico - Paraje El
Pozo) - CENACA (Edificio Gollán - FIQ) - INCAPE (Edificio Damianovich - FIQ)
Requisitos del postulante
Tener aprobada la materia Fisicoquímica (no excluyente)
En el caso de la cientibeca: tener más del 50% de la carrera aprobada.
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
15
Título de la beca
Modelado de procesos de producción, purificación y almacenamiento de Hidrógeno.
Resumen
Ante la actual problemática energética y ambiental, la utilización de hidrógeno como vector energético
representa una alternativa válida siempre y cuando este elemento pueda obtenerse mediante procesos
sostenibles en el tiempo a partir de recursos renovables. Una de las vías prometedoras, actualmente en
desarrollo, consiste en el reformado de combustibles renovables como por ejemplo bioalcoholes. El rango
de aplicación del hidrógeno así obtenido varía desde la producción de gas de síntesis a la generación de
energía eléctrica mediante celdas de combustible.
En la actualidad se encuentran bajo desarrollo diversas tecnologías para la producción de hidrógeno a partir
del reformado de alcoholes. Todo proceso cuenta con una etapa de producción entre las que se pueden
mencionar el reformado con vapor, reformado autotérmico, oxidación parcial; etapas de purificación
(purificación catalítica, separación por membranas, separación por adsorción por cambio de presión),
también es posible la combinación en una sola unidad de las etapas de producción y purificación mediante
reactores de membrana o procesos combinados de reacción-adsorción. La generación de electricidad y/o
calor puede realizarse en celdas de combustible que operan a bajas o altas temperaturas. Esta gama de
tecnologías genera un abanico de opciones y el diseño y selección del proceso final dependerá de la escala
de producción y el destino final del hidrógeno obtenido.
El diseño de los procesos requiere determinar la estructura, el diseño de los componentes y los parámetros
o políticas de operación con el fin de optimizar uno ó varios objetivos y satisfacer simultáneamente las
restricciones y las especificaciones impuestas. Para ello resulta necesario contar con herramientas
apropiadas que faciliten la toma de decisión acerca de las mejores alternativas. Dentro de este marco, la
presente propuesta de trabajo propone analizar y estudiar las diversas etapas de los procesos de
producción, purificación y almacenamiento de hidrógeno mediante el modelado y resolución matemática de
las operaciones y equipos intervinientes. El desarrollo y extensión de modelos matemáticos detallados que
ensamblen los aspectos tecnológicos, termodinámicos y de los fenómenos de transferencia, permitirán
analizar el desempeño de los procesos mediante simulación o diseño de los mismos utilizando técnicas de
optimización basada en modelos.
En particular las tareas para el alumno serán el análisis, implementación y resolución de modelos
matemáticos simplificados y/o rigurosos que describan las diversas tecnologías de producción de hidrógeno
por vías catalíticas (reformado húmedo, reformado auto térmico, reformado con separación, reactores de
membrana), purificación por medio catalíticos y físicos (reactores de wáter-gas-shift, oxidación preferencial,
Metanación, adsorción por cambio de presión) y almacenamiento mediante formación de hidruros.
Los modelos a desarrollar se implementaran y resolverán utilizando herramientas informáticas de modelado
orientadas a ecuaciones. Los programas disponibles en el grupo de trabajo son general Process Modelling
Systems –gPROMS- y General Algebraic Modelling Systems- GAMS-.
Director, contacto y lugar de trabajo
Javier Francesconi
[email protected]
Depto. Matemática (Facultad de Ing. Quimica-UNL) - Instituto de Desarrollo y Diseño (INGAR-CONICET)
Requisitos del postulante
Estudiante de Ing. Quimica, Ing. Industrial o Lic. en Matemática.
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
16
Título de la beca
Desarrollo de Técnicas de Deposición de Capas Delgadas de Oxidos Mixtos sobre Núcleos Esféricos
Compactos para Obtener Materiales Estructurados
Resumen
OBJETIVO GENERAL
El objetivo principal del proyecto es desarrollar materiales estructurados de última generación como
soportes de catalizadores multimetálicos que son usados en procesos de interés industrial como la
deshidrogenación de parafinas de alto y bajo peso molecular, a fin de obtener monoolefinas como valiosos
intermediarios en la industria petroquímica. Se usarán núcleos de baja superficie específica e inertes, en
forma de esferas compactas de alfa-Al2O3 y esferas cerámicas, recubiertas con una capa porosa de óxidos
metálicos como gamma-Al2O3 de baja acidez, MgAl2O4 o ZnAl2O4, materiales que son empleados como
soportes en forma de polvos o pellets en catalizadores metálicos tradicionales. El uso de soportes de alta
área específica, baja acidez y buena interacción con los metales es fundamental en este tipo de reacciones
endotérmicas que deben llevarse a cabo a altas temperaturas (mayores a 450ºC) para evitar reacciones
laterales indeseables (como craqueo de alcanos y polimerización de olefinas). Los catalizadores
estructurados de tipo monolíticos han adquirido relevancia últimamente debido a las ventajas que presentan
en la transferencia de masa y de calor en las reacciones rápidas realizadas a altas temperaturas como la
deshidrogenación. La técnica de “washcoating” ha demostrado ser eficaz en la deposición de una capa de
material poroso de espesor adecuado y uniforme, homogénea químicamente, y resistente al agrietamiento y
descascaramiento sobre un material compacto. El estudio de los factores que afectan la formación de capa,
así como el análisis posterior de la deposición de los metales y su interacción con la capa, permitirá
esclarecer cuál es el mejor proceso para lograr catalizadores monolíticos de alta eficiencia en la
deshidrogenación.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
1) Determinar los tratamientos previos necesarios a los núcleos compactos para lograr que desarrollen la
rugosidad necesaria para una buena adhesión de la capa porosa depositada por “washcoating”. Éstos
incluyen el tratamiento con distintos ácidos a distintas concentraciones, temperaturas y tiempos, y
posteriores tratamientos térmicos de estabilización.
2) Desarrollar la mejor técnica para la deposición de un “primer” como paso previo a la deposición de la
capa porosa. El primer puede ser de bohemita para el caso de la gamma-Al2O3 de baja acidez o de
bohemita con agregado de sales u óxidos de Mg o Zn para las capas de MgAl2O4 y ZnAl2O4. Así como
también se pueden usar geles precursores de MgAl2O4 y ZnAl2O4 como “primer” antes de la deposición de
la capa.
3) Determinar los tratamientos térmicos o químicos o combinación de ambos necesarios para lograr la
correcta fijación del “primer” al núcleo compacto como paso previo al anclaje de la capa porosa luego de la
deposición del “primer”.
4) Lograr la deposición de una capa porosa uniforme de gamma-Al2O3 en forma de suspensión de gammaAl2O3 o de precursores de la misma. Para el caso del MgAl2O4 y ZnAl2O4 también se emplearán
suspensiones de las espinelas o de precursores de las mismas.
5) Determinar los tratamientos térmicos y/o químicos adecuados posteriores a la deposición de la capa para
lograr obtener una capa química y térmicamente estable.
6) Lograr la caracterización física de la capa formada sobre el núcleo en cuanto a su espesor y la
uniformidad de la misma en toda la esfera, la presencia y/o ausencia de grietas o zonas de
descascaramiento, así como la caracterización química del material que forma la capa. También se desea
determinar la superficie específica del soporte monolítico obtenido.
Director, contacto y lugar de trabajo
Sonia Alejandra Bocanegra
[email protected]
Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica (INCAPE) Ing. M. Parera
Requisitos del postulante
Estudiantes del ciclo final de Ingeniería y Licenciatura en Materiales. En especial que hayan cursado las
materias: Fenómenos de Transporte en Materiales, Introducción a la Ciencia de los Materiales, Reología,
Reometría y Propiedades Estructurales de Materiales.
Estudiantes del ciclo superior de Ingeniería Química. En especial que hayan cursado las materias:
Tecnología de Materiales y Mecánica, Transferencia de Materia y Operaciones, Ingeniería de las
Reacciones Químicas I
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Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
17
Título de la beca
Residuos de plaguicidas en alimentos infantiles
Resumen
El estudio se propone generar y perfeccionar métodos analíticos avanzados para la determinación de
plaguicidas en leche y vegetales, y efectuar aplicaciones de los mismos al estudio de la temática en dos
cadenas prioritarias de la región central de la provincia de Santa Fe (la cuenca lechera santafesina y el
cordón frutihortícola del litoral santafesino). La cadena láctea priorizada está sujeta a potenciales efectos
introducidos por las nuevas condiciones de entorno (factores climáticos, expansión de la agricultura), las
modificaciones en sus propios modos productivos, y las metas de desarrollo planteadas orientadas a
aumentar la calidad y el volumen de la producción y la exportación. La cadena frutihortícola regional es
demandante de urgentes mejoras tecnológicas, que acompañadas de mejoras en las prácticas agrícolas, a
las que contribuirá este proyecto, puede fortalecer su desarrollo con las consecuentes mejoras socioeconómicas locales y el potencial de exportación de sus productos. El proyecto presenta sus componentes
químico-analítica y de aplicaciones articuladas con otros proyectos y acciones regionales, armonizados en
cuanto al estudio del impacto de la presencia de los residuos y contaminantes en los agroalimentos de la
región vinculados a la fabricación de alimentos para bebes y niños. Se pone especial énfasis en el objetivo
de generar nuevas metodologías analíticas para determinar niveles traza de plaguicidas en matrices
alimentarias complejas destinadas a uno de los sectores poblacionales más vulnerable, con enfoque hacia
la ampliación del alcance (métodos multiresiduo-multiclase) con base en la técnica de UHPLC MSMS con
métodos innovativos de preparación de muestras. Estos aportes serán de utilidad para mejorar las
capacidades analíticas existentes tanto en la iniciativa pública como la privada regional y acercarlas en
calidad y actualización a las crecientes y exigentes demandas actuales. Las aplicaciones previstas tienen
por objetivo contribuir a mejorar las condiciones de producción, logrando identificar fuentes, evaluar
mecanismos de transformación química, modelar comportamientos con fines predictivos y orientar el
análisis de riesgos asociado a la presencia de Xenobióticos en los agro-alimentos regionales. También se
presta especial consideración a la formación de recursos humanos en investigación, los aspectos
conceptuales y las aplicaciones en esta temática de incipiente desarrollo en el marco académico de nuestro
país.
Director, contacto y lugar de trabajo
María Rosa Repetti
[email protected]
PRINARC - Programa de Investigación y Análisis de Residuos y Contaminantes Químicos. FIQ-UNL
Requisitos del postulante
Los solicitados por el programa cientibecas UNL
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Cientibeca
18
Título de la beca
Nuevos materiales microporosos funcionalizados con nanopartículas catalíticas
Resumen
El trabajo consistirá en la síntesis y caracterización de sólidos microporosos conocidos como metal-organic
framework (MOF) y su post-funcionalización con nanopartículas, con la intención de ser aplicados en
reacciones catalíticas heterogéneas gas-sólido. Los MOFs son una nueva clase de materiales microporosos
y cristalinos, con naturaleza híbrida orgánica-inorgánica y consisten en clusters inorgánicos unidos mediante
unidades orgánicas en arreglos tridimensionales. Algunos de ellos han logrado las mayores superficies
específicas conocidas hasta la fecha y son objeto de un intenso estudio en la actualidad, porque poseen
propiedades muy interesantes fruto de su naturaleza híbrida, arquitectura y orden molecular. Esto los torna
atractivos para una gran variedad de aplicaciones tales como sensores, catálisis, adsorción y liberación de
fármacos, entre otras. No obstante, es muy escaso lo estudiado hasta el momento sobre MOFs aplicados en
reacciones catalíticas gas-sólido. Por esta razón, se plantea el estudio de MOFs seleccionados, que poseen
elevada superficie específica y estabilidad térmica y que pueden ser funcionalizados con nanopartículas en
forma altamente dispersa.
El núcleo del trabajo involucrará la síntesis y caracterización fisicoquímica de dos MOFs denominados ZIF-8
y UiO-66 cuya preparación fue reportada por primera vez en 2006 y 2008, respectivamente. El primero es
un MOF basado en Zn con una elevada superficie específica (1600 m2/g), poros de 12 Å y es uno de los de
mayor estabilidad térmica conocidos. En tanto, el otro material está basado en una red tridimensional
conteniendo Zr y también posee buena estabilidad térmica, con poros de 6 Å y superficie específica de 1200
m2/g. En una primera etapa de la beca, se sintetizarán estos materiales mediante síntesis solvotérmica a
alta temperatura, utilizando diferentes protocolos de síntesis con la intención de obtener para cada material,
diversas estructuras y tamaño de cristales. Luego de la síntesis, se evacuará del solvente atrapado en sus
poros, hasta obtener el sólido con microporosidad permanente. Los materiales se caracterizarán mediante
técnicas instrumentales, como ser difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido y análisis de
superficie específica por adsorción de nitrógeno.
En una segunda etapa se analizará la funcionalización con nanopartículas incorporadas en la porosidad de
los materiales, de modo que actúen como especies catalíticamente activas. Éstas, se incorporarán mediante
procesos de impregnación con precursores inorgánicos, como así también organo-metálicos, de los metales
activos. Se analizará la concentración de precursor, tiempo de contacto y condiciones de secado (tiempo,
temperatura, rampa de calentamiento, uso de vacío). La optimización de estos procedimientos pretenderá
regular el tamaño y propiedades fisicoquímicas de las nano- partículas incorporadas.
La finalidad de esta beca es formar inicialmente al alumno en actividades de investigación en un tema de
vanguardia, aprendiendo el método científico riguroso y realizando un trabajo en equipo dentro de un grupo
de investigación. El becario adquirirá destreza tanto en procedimientos de síntesis del material, como en su
caracterización fisicoquímica mediante diversas técnicas instrumentales. Además, el trabajo a desarrollar es
apto para ser presentado como tesina final de carrera.
Director, contacto y lugar de trabajo
Juan Manuel Zamaro
[email protected]
Facultad de Ingeniería Química (UNL)-Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica (INCAPECONICET)
Requisitos del postulante
Exclusivamente los requisitos de las bases de ambas convocatorias.
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
19
Título de la beca
DESARROLLO TECNOLÓGICO DE COMPONENTES DE CELDAS DE COMBUSTIBLE TIPO PEM
ALIMENTADAS CON HIDRÓGENO
Resumen
"El objetivo es la preparación, caracterización y evaluación electroquímica de catalizadores de base platino
para celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM). El hidrógeno como vector de
energía y las celdas de combustible como forma de conversión limpia y eficiente no pueden solucionar la
crisis energética actual, pero serán parte de las tecnologías energéticas limpias y sustentables del futuro. El
desarrollo y optimización de materiales componentes de celdas de combustible PEM tienen relevancia no
sólo en los aspectos académicos, sino que se traslada a diversos aspectos tecnológicos, económicos,
sociales y ambientales. La temática abarca el estudio y desarrollo de electrodos, como así también de
membranas poliméricas empleadas como electrolito. Se propone enfocar diferentes aspectos tales como:
-Efecto del uso de diferentes soportes carbonosos con distintas propiedades fisicoquímicas y sometidos a
diferentes tipos de tratamientos previos.
-Utilización de diferentes metales.
-Síntesis de nuevas membranas poliméricas en reemplazo de las comerciales.
Por último los catalizadores con las mejores propiedades serán evaluados en celdas de combustible de
prueba para determinar su desempeño en condiciones de celdas de combustible.
Director, contacto y lugar de trabajo
Virginia Rodriguez
[email protected]
INCAPE
Requisitos del postulante
Ingeniería en Materiales, Ingeniería Química, Licenciatura en Química: Cursando últimos 3 años de la
carrera
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
20
Título de la beca
Valoración catalítica de biomasa: Síntesis de ácido acrílico por deshidratación de ácido láctico
Resumen
El desarrollo de una industria química sustentable implica la sustitución de materias primas agotables,
generalmente provenientes de fuentes fósiles, por fuentes renovables, tal como la biomasa. La naturaleza
produce alrededor de 170 billones de toneladas métricas de biomasa por fotosíntesis al año, de la cual 75%
son carbohidratos; a su vez tan solo el 4% de esta cantidad es usada para consumo humano.
En años recientes, se ha incrementado significativamente el número de investigaciones relacionadas con la
aplicación de la catálisis en la síntesis de compuestos químicos valiosos partir de biomasa. El ácido láctico,
en particular, se obtiene por fermentación de carbohidratos, tales como la glucosa (almidón), maltosa
(producida por enzimas selectivas del almidón), sucrosa (de jugos dulces), lactosa (suero de leche). El ácido
láctico es una molécula muy reactiva, que contiene un grupo hidroxilo y un grupo ácido, lo cual posibilita
numerosas reacciones. Los principales caminos en la conversión de ácido láctico incluyen la formación
ácido propanoico por reducción, 2.3-pentanodiona y CO2 por condensación, acetaldehído y COx por
decarbonilación o decarboxilación y ácido acrílico por deshidratación. También el ácido láctico se polimeriza
fácilmente formando polímero poliláctico (PLA), presente en la industria farmacéutica y medicina, usado en
la industria como polímero biodegradable de importante valor agregado.
El tema de investigación propuesto para esta beca es el desarrollo de catalizadores sólidos ácidos que
promuevan eficientemente la síntesis selectiva del ácido acrílico por deshidratación de ácido láctico. Los
usos del ácido acrílico son diversos, siendo el componente principal de absorbentes, usados en pañales y la
materia prima en la producción de esteres de acrílico, para la formación del polímero, el polimetilmetacrilato,
comúnmente conocido como “acrílico”. Actualmente, el ácido acrílico se produce industrialmente a partir del
propileno, un derivado del petróleo.
Durante el transcurso de la beca se estudiará la regulación y control de la acidez superficial de materiales
zeolíticos y de materiales mesoporosos estructurados para lograr una síntesis eficiente de ácido acrílico.
Específicamente, se busca regular, sea por síntesis o por regulación post-síntesis, la distribución superficial
de sitios Brønsted y Lewis del catalizador. Los catalizadores preparados serán caracterizados por desorción
a temperatura programada de NH3, DRX e FTIR usando piridina como molécula sonda y se evaluarán en la
reacción propuesta. Los reactivos y productos serán identificados y cuantificados empleando cromatografía
gaseosa.
Director, contacto y lugar de trabajo
Cristina Padró
[email protected]
GICIC – INCAPE, Facultad de Ingeniería Química y de CONICET. Las instalaciones con las que cuenta el
grupo de trabajo se encuentran ubicadas en el edificio Secegrin dentro del Parque Tecnológico Litoral
Centro.
Requisitos del postulante
Estudiantes de Ingeniería Química, Ingeniería en Alimentos, Ingeniería en Materiales o Licenciatura en
Química que cuenten con el 50% de las asignaturas aprobadas del plan de estudios de su carrera y que
registren como mínimo cinco materias pendientes de aprobación.
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
21
Título de la beca
Valorización de la lactosa mediante procesos de oxidación utilizando catalizadores metálicos soportados
sobre óxidos y biopolímeros
Resumen
La producción lechera en Argentina es muy importante y se encuentra en permanente crecimiento.
Actualmente el 43% de la producción de leche se destina a la actividad quesera, el 14% se destina a leche
en polvo, el 29% a leche fluida, pasteurizada y esterilizada, y el 14% restante a otros productos. Estos datos
indican claramente que la elaboración de quesos ocupa un lugar sumamente importante en la producción de
lácteos. Como consecuencia, se generan grandes volúmenes de suero.
El suero de quesería es el líquido resultante de la coagulación de la leche durante la elaboración de quesos
y se obtiene tras la separación de la caseína y grasas. Constituye casi el 90% del volumen de la leche y
contiene los compuestos hidrosolubles de la misma. Se estima que por cada kilogramo de queso producido
se obtienen entre 9 y 10 litros de suero, compuesto por: agua, vitaminas hidrosolubles, proteínas y,
principalmente, lactosa.
La mitad del suero producido mundialmente es utilizado para nutrición animal y humana, mientras que el
resto se la considera como un desperdicio de difícil recuperación. El aprovechamiento de algunos de sus
componentes, en especial la lactosa, se ve limitado a causa de su baja solubilidad. Además, en el caso
particular de la lactosa, existe el problema de su baja digestibilidad por parte de aquellas personas
intolerantes a la misma. Por lo tanto, una posible alternativa para el aprovechamiento de este residuo,
generado en la producción de quesos, es el desarrollo de productos de alto valor agregado. Entre estos
derivados industriales de la lactosa, uno de los más importantes es el ácido lactobiónico (LBA).
Este ácido posee propiedades antioxidantes, por lo que se lo emplea como constituyente de soluciones para
la preservación de órganos humanos destinados a transplantes y como un nuevo ingrediente en productos
para el cuidado de la piel. También se lo utiliza como acidulante, agente complejante y antioxidante en
alimentos. Por otra parte, derivados del LBA han mostrado actividad anticoagulante y antitrombótica.
Actualmente el LBA se produce a nivel industrial por oxidación microbiológica de lactosa. Sin embargo, en
los últimos años ha habido un interés creciente en la producción de LBA a través de un proceso de
oxidación catalítico. En este trabajo se propone desarrollar un nuevo proceso catalítico para la obtención de
LBA a partir de la lactosa, subproducto de la industria láctea.
El uso de materia prima de muy bajo valor comercial y la alta producción de lactosa en la región contribuyen
sin duda a que este proyecto permita incorporar valor agregado a un residuo de quesería, generando así un
impacto regional muy alto. El objetivo es desarrollar catalizadores basados en metales del grupo VIIIA y IB
soportados sobre diferentes óxidos aislantes y biopolímeros, en particular quitosano, que sean activos en la
oxidación selectiva de lactosa a LBA .
El interés en el quitosano como soporte catalítico radica en su capacidad para concentrar iones y átomos
metálicos, a través de diferentes mecanismos favorecidos por su alto contenido en nitrógeno. Este
biopolímero es uno de los más abundantes en la naturaleza y se obtiene por deacetilación alcalina de la
quitina. La quitina está presente en el exoesqueleto de los crustáceos, las cutículas de los insectos y las
paredes celulares de la mayoría de los hongos. En la actualidad, diversas aplicaciones del quitosano y sus
derivados se están poniendo en marcha en etapa comercial, por lo que son llamados los ""compuestos del
siglo XXI"".
Algunas ventajas potenciales del empleo de este polímero como soporte para la heterogeneización de
complejos metálicos son las siguientes: (1) Presencia de diferentes grupos funcionales. (2) Fácil
modificación de su estructura e incluso la posibilidad de utilizarlo sin tratamiento previo. (3) Obtención de
altas dispersiones metálicas sobre la superficie de quitosano. (4) Alta estabilidad térmica y durabilidad. (5)
Fácil recuperación de componentes valiosos de los catalizadores mediante la incineración del soporte y la
extracción de metales. Por lo tanto, el quitosano podría ser considerado como un soporte con un alto
potencial para la inmovilización de complejos metálicos y al sistema complejos metálicos – quitosano como
muy buenos candidatos para ser considerados como catalizadores “verdes” o ecológicos.
Director, contacto y lugar de trabajo
Silvina Regenhardt
[email protected]
INCAPE (CONICET - FIQ) - Parque Tecnológico Litoral Centro
Requisitos del postulante
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Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
22
Título de la beca
Alternativa en la producción de combustible a partir de pirolisis de biomasa: Alquilación de derivados
fenólicos de lignina utilizando el corte de oxigenados reducidos in situ como agentes alquilantes
Resumen
El bio-oil producido por pirólisis de biomasa lignocelulósica es un producto líquido intermediario para la
producción de combustibles. Sin embargo, su inestabilidad química,
alta viscosidad y corrosividad limitan su utilización y almacenamiento. El objetivo del presente tema de
trabajo es hacer reaccionar entre sí distintos compuestos obtenidos durante dicha pirólisis con el objetivo de
aumentar el número de C en la molécula de producto mediante la creación de nuevos enlaces C-C. Los
productos más representativos que se obtienen de los distintos cortes del proceso de pirolisis incluyen
compuestos aromáticos (principalmente derivados de fenol y cresoles), compuestos oxigenados livianos
(ácido acético, acetaldehído, acetona, etc) y azúcares (furfural, etc). Una forma de hacer reaccionar tanto
los compuestos oxigenados livianos como los compuestos aromáticos obtenidos de la pirólisis es mediante
reacciones de alquilación. Estas reacciones involucran una sustitución electrofílica del anillo aromático
causada por un agente alquilante formado a partir de un alcohol siendo estas alquilaciones usualmente
catalizadas por catalizadores ácidos. En este caso particular se propone partir de una cetona o aldehído
(acetona por ejemplo) y hacerla reaccionar junto con m-cresol que es un compuesto aromático
representativo obtenido a partir de lignina. Para llevar a cabo la reacción de alquilación propuesta se
requieren en este caso dos etapas: una primera etapa de conversión del aldehído o cetona en el alcohol
correspondiente y una segunda etapa en la cual el alcohol previamente formado reacciona con el m-cresol
para crear un nuevo enlace C-C. La primera etapa es un reacción de hidrogenación por lo cual requiere la
presencia de H2 y un catalizador apropiado que debe contener una función metálica que sería la
responsable de activar el hidrógeno y llevar a cabo la hidrogenación. La segunda etapa requiere de un
catalizador ácido que permita la formación del agente alquilante a partir del alcohol obtenido y produzca la
sustitución electrofílica propuesta. Por lo tanto, se desprende que para llevar a cabo la reacción global se
requiere de un sistema formado por dos lechos catalíticos independientes (un catalizador metálico y un
catalizador ácido) o bien se requiere diseñar un adecuado catalizador bifuncional, esto es, sintetizar un
único sólido que posea tanto la función metálica como las propiedades ácidas.
Concretamente, se propone estudiar ambos sistemas catalíticos para lo cual se deberán preparar los
catalizadores sugeridos y luego ser ensayados en la reacción de alquilación, la cual se llevara a cabo en
fase gaseosa. Los reactivos y productos serán analizados mediante cromatografía gaseosa. De ser
necesario, los catalizadores preparados serán caracterizados empleando diversas técnicas experimentales
tales como: difracción de rayos X, fisisorción de N2, medición de la dispersión metálica, adsorción de
moléculas sonda como NH3 y piridina y su seguimiento por espectroscopía infrarroja (FTIR) o por desorción
a temperatura programada, entre otros.
Director, contacto y lugar de trabajo
Cristina Padró
[email protected]
GICIC – INCAPE, Facultad de Ingeniería Química y de CONICET. Las instalaciones con las que cuenta el
grupo de trabajo se encuentran ubicadas en el edificio Secegrin dentro del Parque Tecnológico Litoral
Centro.
Requisitos del postulante
Estudiantes de Ingeniería Química, Ingeniería en Alimentos, Ingeniería en Materiales o Licenciatura en
Química que cuenten con el 50% de las asignaturas aprobadas del plan de estudios de su carrera y que
registren como mínimo cinco materias pendientes de aprobación.
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
23
Título de la beca
Catalizadores micro/mesoporosos estructurados para la eliminación de COVs, CO2 y NOx
Resumen
Los problemas ocasionados por la contaminación ambiental a nivel mundial motivan constantemente
mayores restricciones sobre los niveles de emisión de contaminantes atmosféricos, lo que promueve la
continua investigación en búsqueda de nuevas tecnologías limpias. La composición de la corriente efluente
de los motores de combustión de los automóviles está constituida principalmente por hidrocarburos sin
quemar (HCs), óxidos de nitrógeno (NOx) y de carbono (COx). Como consecuencia de esto, una solución
efectiva es el diseño de un material adsorbente, el cual entrampe los hidrocarburos temporalmente a baja
temperatura, y los libere gradualmente a medida que aumenta la temperatura de los gases de combustión.
Un avance significativo es acoplar en el mismo sistema catalítico la adsorción a baja temperatura con la
reducción de los NOx.
En este marco, la combinación de las propiedades adsorbentes de materiales nanoestructurados con
tamaño de poro controlado (micro-y/o mesoporosos) con la actividad catalítica que poseen cationes como
Cs, Co, Ag ofrece un sistema promisorio.
Por otro lado, los catalizadores estructurados ofrecen muchas ventajas, ya que en comparación con los
catalizadores convencionales, pueden mejorar la eficiencia del proceso, y a su vez pueden emplearse en las
fuentes móviles, donde los catalizadores estructurados son fundamentales para que los automóviles se
adecuen a las normas medioambientales. Por lo tanto, el material activo puede soportarse sobre estructuras
monolíticas o esponjas cerámicas o metálicas.
El desarrollo académico de catalizadores estructurados es escaso y existe poca información en la literatura
abierta donde se incluya tanto el diseño del material como su desempeño.
Director, contacto y lugar de trabajo
Alicia Boix
[email protected]
Facultad de Ingeniería Química-Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica (INCAPE)-Area
Fisicoquímica-Dpto. de QuímicaRequisitos del postulante
Estudiante de Licenciatura en Química, Ingeniería Química, Licenciatura en Materiales, Ingeniería en
Materiales o carreras afines con el 50% de la carrera aprobada.
Oferta para
Cientibeca
24
Título de la beca
CATALIZADORES Y PROCESOS PARA LA OBTENCIÓN DE PRODUCTOS DE QUÍMICA FINA POR
DESHIDRATACIÓN Y ESTERIFICACIÓN DE GLICERINA.
Resumen
Debido a la presencia de gran cantidad de plantas de biodiesel en la Argentina se ha generado un exceso
de glicerina en los mercados, ya que es un subproducto de dicho proceso, llevando a una disminución muy
marcada de su precio. Resulta interesante proponer alternativas para el aprovechamiento de esta materia
prima de modo de obtener compuestos de mayor valor agregado. En esta beca se plantea el estudio de
reacciones de valorización de glicerina, empleando sólidos ácidos como catalizadores. Una parte importante
de la investigación comprende el desarrollo del catalizador, para lograr niveles adecuados de conversión
con buena selectividad hacia los productos de interés. Debido a la presencia de sitios ácidos, reacciones de
formación de coque y desactivación de los catalizadores son otros de los fenómenos a analizar, para tratar
de minimizarlos y permitir una mejor estabilidad en la reacción. Se trabajará en el diseño del reactor,
condiciones de operación y alimentación. Se evaluarán las mejores condiciones de trabajo para optimizar
los fenómenos de trasnporte de energía y materia en cada tipo de reactor (lecho fijo continuo, mezcla
perfecta discontinuo o semicontinuo). Dentro de las reacciones a estudiar se plantean por un lado la
deshidratación de glicerina para obtener acroleína, línea de investigación en la que se viene trabajando
hace un tiempo, ensayando distintos catalizadores con resultados variables. Por otro lado, se estudiará la
reacción de esterificación de glicerina con ácido acético, para obtener triacetina. Los catalizadores a
estudiar son zeolitas (BETA, Y, ZSM5) modificadas mediante tratamiento alcalino para aumentar la
mesoporosidad. También se ensayarán sílices mesoporosas SBA-15 funcionalizadas con grupos sulfónicos.
El plan de trabajo de la beca comprende diversos aspectos de la ingeniería química, y particularmente de la
catálisis heterogénea, tales como la selección y preparación de catalizadores, su evaluación en reacciones
de gran interés social e industrial, los estudios de estabilidad y regenerabilidad, e incluso de purificación de
los productos obtenidos. Por lo tanto, desde el punto de vista de la formación del alumno, el programa se
presenta como una oportunidad muy buena para que el mismo comience a hacer experiencia en diferentes
metodologías de trabajo en el campo de la ingeniería química.
El plan de trabajo comprende:
1- Lectura de bibliografía relevante respecto a los temas de trabajo, manejo y búsqueda de bases de datos,
patentes, etc.
2- Participación en el diseño, construcción, puesta a punto de los sistemas de reacción y análisis.
3- Entrenamiento en los distintos sistemas de reacción empleados, familiarizándose con el funcionamiento
de cada equipo y las variables de operación.
4- Evaluación catalítica de los sólidos seleccionados: realización de experiencias sistemáticas para
determinar actividad, selectividad y estabilidad de los catalizadores.
5- Análisis de los resultados obtenidos.
6- Exposición de resultados en reuniones internas del grupo y en congresos/jornadas de investigación que
ayuden a la formación del alumno.
Director, contacto y lugar de trabajo
Bruno Dalla Costa
[email protected]
INCAPE - FIQ – UNL
Requisitos del postulante
ALUMNO DE INGENIERIA QUIMICA. ES NECESARIO QUE HAYA CURSADO Y APROBADO LAS
MATERIAS FISICOQUÍMICA E INGENIERIAS DE LAS REACCIONES QUIMICAS I Y II.
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
25
Título de la beca
Valorización de compuestos derivados de lignina: reacción de alquilación de guaiacol
Resumen
"El tema de trabajo propuesto involucra la obtención de productos químicos valiosos a partir de recursos
renovables como el guaiacol (2-metoxifenol), el cual se puede obtener a partir de lignina. Específicamente,
se propone estudiar la reacción de alquilación de guaiacol con ciclohexanol, que también puede obtenerse a
partir de recursos naturales, empleando catalizadores sólidos en reemplazo de los tradicionales
catalizadores homogéneos empleados en la reacciones de Frieldel-Craft.
Las reacciones de alquilación de compuestos aromáticos son muy empleadas en la síntesis de compuestos
químicos finos de elevado valor agregado tales como fármacos y fragancias. Los procesos de síntesis
convencionales utilizan catalizadores tipo Friedel-Crafts (AlCl3, ZnCl2, TiCl4) en cantidades mayores a las
estequiométricas y presentan problemas de alta toxicidad y corrosión, a la vez que producen enormes
cantidades de desechos.
La O-alquilación (alquilación en el oxígeno del grupo hidroxi) de guaiacol con ciclohexanol produce un éter,
el ciclohexil-2-metoxifenil éter, utilizado como fragancia, mientras que la C-alquilación (alquilación en el
anillo aromático) permite obtener 2-,3- ó 4-ciclohexil-2-metoxifenol, compuestos utilizados en la producción
de diversos fármacos. Los catalizadores necesarios para llevar a cabo esta reacción de alquilación son de
tipo ácido y la naturaleza de dichos sitios ácidos (Lewis o Brønsted) es clave en la selección del catalizador
apropiado para cada reacción. En principio se propone ensayar catalizadores que posean acidez
esencialmente Lewis: Al2O3 y algunos materiales zeolíticos; sólidos con acidez de naturaleza Brønsted
tales como heteropoliácidos soportados y sólidos que posean ambos tipos de sitios en diferentes
proporciones. Algunas de estas muestras son comerciales y otras serán preparadas en nuestros
laboratorios. Se emplearán distintas técnicas de caracterización para obtener información tanto superficial
como volumétrica de los distintos catalizadores: difracción de rayos X, fisisorción de N2, adsorción de
moléculas sonda como NH3 y piridina y su seguimiento por espectroscopía infrarroja (FTIR) o por desorción
a temperatura programada, entre otros. Los ensayos catalíticos se llevarán a cabo en un reactor continuo de
lecho fijo que opera a presión atmosférica donde los reactivos son vaporizados antes del ingreso al reactor."
Director, contacto y lugar de trabajo
María Eugenia Sad
[email protected]
GICIC, perteneciente al Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica (INCAPE) dependiente de la
Facultad de Ingeniería Química y de CONICET. Las instalaciones con las que cuenta el grupo de trabajo se
encuentran ubicadas en el edificio Secegrin dentro del Parque Tecnológico Litoral Centro.
Requisitos del postulante
Estudiantes de Ingeniería Química, Ingeniería en Alimentos, Ingeniería en Materiales o Licenciatura en
Química que cuenten con el 50% de las asignaturas aprobadas del plan de estudios de su carrera y que
registren como mínimo cinco materias pendientes de aprobación.
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
26
Título de la beca
Síntesis, caracterización y modelado de materiales empleados en la captura de gases contaminantes (CO2,
HC, NOx).
Resumen
"El estudio de eliminación de contaminantes ambientales es un tema abordado seriamente en los últimos
años. Entre las diferentes metodologías estudiadas, la captura de CO2 es una vía que repercute
directamente en el tratamiento del principal gas causante del efecto invernadero. Esta captura junto al
tratamiento de los hidrocarburos no quemados en procesos de combustión y los NOx, provenientes de
fuentes móviles, favorecía a disminuir la contaminación ambiental.
La síntesis, caracterización y selección de materiales para emplearlos como adsorbentes es un paso crucial,
con lo cual es necesario encontrar materiales que sean estables y activos para estos procesos. Mediante
técnicas de modelado molecular se pueden diseñar experimentos y así reducir tiempos y costos operativos
a la hora de diseñar síntesis y experimentos de laboratorio.
Evaluar los materiales preparados mediante diferentes técnicas de caracterización es también una tarea
importante para obtener un material con una alta performance en los procesos de eliminación de
contaminantes."
Director, contacto y lugar de trabajo
Ramiro Serra
[email protected]
Facultad de Ingeniería Química, Área de Fisicoquímica. Instituto de Catálisis y Petroquímica-INCAPECONICET.
Requisitos del postulante
Estudiantes de Licenciatura en Química, Ing. Química o Materiales y carreras afines que tengan aprobada el
50 % de la carrera aprobada.
Oferta para
Cientibeca
27
Título de la beca
Evaluación de fermentos primarios y adjuntos en el desarrollo de aroma y sabor en quesos.
Resumen
"En Argentina se produce un gran volumen de distintos tipos de quesos, en cuya elaboración se utilizan
comúnmente cultivos lácticos termófilos de Streptococcus thermophilus y Lactobacilus helveticus como
fermento primario. La adición de cepas de lactobacilos mesófilos en quesos también puede realizarse, con
el fin de controlar la microflora indeseable e influir en las características organolépticas del producto. La
formación de compuestos de flavour en el queso es un proceso bioquímico dinámico en el que se
interrelacionan una gran cantidad de vías metabólicas. Las actividades enzimáticas microbianas implicadas
en el catabolismo de los aminoácidos se consideran de importancia fundamental en el desarrollo de dicho
proceso, y han demostrado ser altamente dependientes de la cepa y de las condiciones de cultivo. En la
presente propuesta se busca profundizar el conocimiento acerca de la capacidad enzimática y los caminos
metabólicos implicados en la producción de aroma a partir de aminoácidos por distintas bacterias lácticas
(lactobacilos mesófilos y termófilos y estreptococos) autóctonas y comerciales. En primer lugar, se
profundizará el estudio de las cepas en relación a sus actividades enzimáticas particulares implicadas en el
catabolismo de los aminoácidos (aminotransferasas, glutamatodehidrogenasa, alfacetoácido decarboxilasa
e hidroxiácido dehidrogenasa). Estas determinaciones se realizarán en extractos libres de células obtenidos
de las cepas luego del crecimiento en caldos de cultivos comerciales, y en medios comúnmente utilizados
en la industria para la preincubación de fermentos (leche o suero). Posteriormente se realizarán
experimentos de incubación de las cepas de interés en fase de crecimiento logarítmico tardío (resting cells)
en mezclas de reacción con condiciones similares a las presentes en el medio ambiente del queso (buffer
fosfato pH 5,5, NaCl 1,5% y adicionado de distintos sustratos, como diferentes aminoácidos, alfacetoglutarato, piruvato, entre otros). En estas mezclas se estudiará el consumo de aminoácidos y la
producción de ácidos orgánicos y compuestos volátiles tratando de identificar etapas limitantes de este
proceso. Con la ejecución de la presente propuesta, se espera obtener resultados de relevancia con vistas
al diseño de fermentos (individuales o mixtos) para incrementar o diversificar el flavour en distintos tipos de
quesos.
Director, contacto y lugar de trabajo
Carina Bergamini
[email protected]
Instituto de Lactología Industrial - Facultad de Ingeniería Química
Requisitos del postulante
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
28
Título de la beca
PREPARACION Y CARACTERIZACION DE CATALIZADORES ACIDO-BASICOS PARA SER UTILIZADOS
EN LA SINTESIS DE PRODUCTOS QUÍMICOS VALIOSOS DERIVADOS DE ACEITES
Resumen
Científicamente, el objetivo general de la Cientibeca, es desarrollar catalizadores sólidos con propiedades
ácido-básicas para su empleo en la obtención de compuestos químicos valiosos a través de reacciones de
condensación aldólica, transesterificación, etc. En la actualidad, estos métodos de obtención a nivel
industrial emplean catalizadores líquidos que permiten obtener excelentes niveles de actividad y
selectividad, pero requieren sucesivas etapas de purificación para poder separarlos de la mezcla final de
reacción, lo que implica un mayor costo de producción. Es por ello, que el diseño de catalizadores sólidos
capaces de reemplazar la actual catálisis homogénea representa un gran desafío. Los catalizadores básicos
o ácidos sólidos no son agresivos para el medio ambiente y además pueden ser reutilizados, haciéndolos
tecnológicamente atractivos para reemplazar a los tradicionales catalizadores líquidos.
En una primera etapa, se estudiará la síntesis de catalizadores sólidos utilizando diferentes procedimientos
tales como precipitación, síntesis sorvotérmica, sol-gel, de manera de obtener formulaciones catalíticas de
óxidos simples o mixtos compuestas de elementos tales como Ca, Mg, Li, Si, Al, Zn, Zr. La caracterización
por distintas técnicas físicas y espectroscópicas, y la evaluación catalítica de dichos materiales se realizará
con el objeto de analizar la influencia de la estructura y composición de los catalizadores sobre la
selectividad, actividad y desactivación de los mismos.
Director, contacto y lugar de trabajo
Verónica Karina Díez
[email protected]
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN CATALISIS Y PETROQUIMICA, GRUPO DE INVESTIGACIONES
EN CIENCIA E INGENIERIA CATALITICAS (GICIC), UBICADO EN EL PREDIO CCT-CONICET
Requisitos del postulante
- Estudiante de Ing. Química, Ing. en Alimentos, Ing. en Materiales, Lic. en Química
- Que posean al menos el 50 % de las asignaturas aprobadas del plan de estudios de la carrera que cursan
- Que registren cinco o más asignaturas pendientes de asignaturas pendientes de aprobación para finalizar
la carrera
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
29
Título de la beca
Desarrollo y validación experimental mediante análisis HPLC del uso de la titulación ácido-base en
reacciones de oxidación de carbohidratos.
Resumen
"El proyecto en que se enmarcaría la beca consiste en el desarrollo de nuevos catalizadores que sean
activos y tecnológicamente aptos para procesos de oxidación de carbohidratos. El trabajo a realizar por el
futuro becario/a involucra etapas de formación con una fuerte componente experimental que se llevarán a
cabo en forma consecutiva. Las tareas específicas estarán orientadas a desarrollar una técnica de titulación
ácido-base para realizar el seguimiento “in-situ” de la reacción de oxidación de lactosa (glucosa) a ácido
lactobiónico (ácidos glucónico, glucárico y/o glucurónico). De acuerdo al catalizador utilizado (por ejemplo
catalizadores de oro) dicha reacción da lugar casi exclusivamente a la formación de ácido lactobiónico. A
medida que se va formando este producto, el mismo se va neutralizando mediante el agregado controlado
de solución básica, por ejemplo NaOH(aq), de manera de mantener el pH de reacción constante. Por lo
tanto, el consumo de la base, con su correspondiente estequiometría de reacción ácido-base, podría
considerarse una medida directa de la transformación del carbohidrato en el ácido correspondiente.
Simultáneamente, pero de forma independiente (“ex-situ”), tanto el reactivo como los productos de reacción
serán analizados por cromatografía líquida de alta presión (HPLC). De esta manera se podrá contrastar el
uso de una técnica sencilla realizada “in-situ” con una técnica analítica cromatográfica específica, para
evaluar la reacción de oxidación. Más aún, el objetivo último es, no solo comparar ambas técnicas, sino ir
más allá y validar el uso de la titulación ácido-base como una forma de seguimiento de la reacción.
La primera actividad del becario consistirá en una profundización bibliográfica sobre la oxidación de
carbohidratos en fase líquida y, simultáneamente, una búsqueda bibliográfica referida al diseño
experimental. Con esta etapa se busca, por un lado, iniciar e introducir al becario/a tanto en el marco
general del proyecto, como en lo particular de las actividades que deberá desarrollar. A su vez, a partir del
análisis de la bibliografía se extraerá información acerca de las condiciones de reacción y las metodologías
de trabajo necesarias para el diseño experimental correspondiente. Para cumplir con esta actividad se
cuenta con el servicio de la biblioteca electrónica de la SECyT y el servicio de SECEDOC del CERIDE.
El núcleo fuerte del trabajo experimental consistirá en la valuación catalítica a escala laboratorio de los
catalizadores seleccionados y el análisis por HPLC de los productos de reacción. Esto se realizará para las
reacciones de:
1. Oxidación de lactosa a ácido lactobiónico.
2. Oxidación de glucosa a sus ácidos derivados (glucónico, glucurónico y glucárico).
Estas experiencias se llevarán a cabo en reactores discontinuos de acero inoxidable y/o vidrio. El grupo
cuenta para su uso exclusivo de dos reactores, uno de 250 ml y otro de 1000 ml de capacidad. Las
variables a tener en cuenta son la masa de catalizador, la temperatura, la concentración inicial de
carbohidrato y el pH de reacción utilizando agua como solvente. El análisis de la mezcla de los productos de
reacción y del reactivo remanente se llevará a cabo mediante cromatografía líquida HPLC con un equipo
marca Shimadzu.
Finalmente el becario deberá redactar las conclusiones a partir de los resultados obtenidos en el presente
proyecto, exponiendo claramente la potencialidad real de la técnica analítica desarrollada. Un resumen de
los catalizadores estudiados y ensayados para la obtención de compuestos de alto valor agregado a partir
de carbohidratos de bajo valor, como la lactosa.
Director, contacto y lugar de trabajo
Camilo Meyer
[email protected]
INCAPE (GICIC) - FIQ - CCT (Parque Tecnológico Litoral Centro)
Requisitos del postulante
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
30
Título de la beca
Obtención de compuestos de alto valor agregado a partir de derivados de aceites vegetales: Reacción de
metátesis de FAME'S sobre complejos organometálicos
Resumen
Las actividades se enmarcan en el contexto de la aplicación de catalizadores organometálicos en la
obtención de productos químicos de alto valor agregado a partir de derivados de la industria oleoquímica,
como los ésteres de ácidos grasos insaturados (FAME's). La reacción de metátesis implica el intercambio
de sustituyentes a los enlaces olefínicos de dos olefinas diferentes, o de una misma olefina. Esta
característica la hace de gran potencialidad en síntesis orgánica, porque permite modificar de forma simple
el esqueleto carbonado de las moléculas entorno a los dobles enlaces C=C. Por su parte, resulta de interés
estratégico la aplicación de esta reacción a derivados de la industria oleoquímica, siendo nuestro país uno
de los principales productores y el principal exportador de aceite de soja y otras oleaginosas. Nuestro grupo
de trabajo es el único en Argentina y uno de los pocos en latinoamérica con experiencia en esta reacción,
habiendo investigado la acción de diversos catalizadores en diferentes sustratos. En la presente oferta de
beca se programa el estudio de la metátesis cruzada de oleato de metilo con olefinas funcionalizadas
(nitrilos insaturados, aldehidos insaturados, halogenuros insaturados) para la obtención de productos de
interés en farmacología, fragancias y control de plagas. A tal fin, se utilizarán catalizadores tanto sólidos
como solubles, como metiltrioxorrenio soportado en sílice-alúmina o el complejo de Hoveyda-Grubbs
soportado en sílice.
Director, contacto y lugar de trabajo
Andrés Trasarti
[email protected]
Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica
Requisitos del postulante
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
31
Título de la beca
Modelado cinético computacional de reacciones de Química Fina en fase líquida
Resumen
En esta Cientibeca se propone estudiar la cinética de diversas reacciones catalíticas en fase líquida con las
cuales se obtienen productos valiosos de Química Fina. Las reacciones de interés a estudiar son
hidrogenación de compuestos carbonílicos, isomerización, deshidratación de alcoholes, etc.
Ejemplos de esto son: (1) la hidrogenación de cetonas aromáticas para la obtención de alcoholes valiosos
como 1-feniletanol, 1-indanol, etc.; (2) isomerización de citronelal a isopulegol, intermediario valioso en la
síntesis de la fragancia mentol; (3) deshidratación de 1-feniletanol y de 1-indanol para obtener estireno e
indeno, olefinas valiosas para la industria; etc.
Las reacciones a estudiar se enmarcan dentro del ámbito de la Química Fina, en la cual se sintetizan
fármacos, productos agroquímicos (insecticidas, herbicidas, fungicidas), aceites esenciales, fragancias,
tintas, pigmentos, aditivos para alimentos, plásticos, lubricantes, catalizadores, polímeros e intermediarios
de síntesis de otros productos. Las características comunes de los productos de Química Fina son las
siguientes: (a) son moléculas bastante complejas que presentan diversos grupos funcionales, isomería o
estereoquímica; (b) requieren tecnologías intensivas para su producción; (c) tienen un precio superior a los
10 U$S/Kg; (d) son sustancias que se comercializan con especificaciones muy rígidas de calidad y grados
de pureza; (e) generalmente se obtienen en varias etapas de fabricación (entre 5 y 10 etapas para
productos farmacéuticos y entre 3 y 7 para agroquímicos, etc.); (f) se elaboran a través de procesos
discontinuos en pequeños volúmenes de producción utilizando equipamiento multipropósito.
Una manera de optimizar la utilización de los reactores químicos en plantas multipropósito es aumentar la
productividad de estos procesos discontinuos, lo que se consigue aumentando la velocidad de reacción.
Para esto, es necesario conocer en detalle la expresión cinética de la reacción en fase líquida que se está
llevando a cabo.
En este trabajo el becario aprenderá y realizará experimentalmente todas las etapas necesarias para la
obtención de la expresión cinética de la velocidad de reacción catalítica en fase líquida que tiene lugar
dentro de un reactor operando de manera discontinua. Las mismas comprenden:
a) Diseño de experimentos de actividad catalítica, seleccionando catalizador, solvente, temperatura, presión,
concentración inicial del reactivo, etc.
b) Realización de los ensayos de actividad catalítica en el reactor discontinuo, realizando tomas de
muestras periódicas de la mezcla de reacción para monitorear su evolución temporal.
c) Determinación del régimen cinético en el que se lleva a cabo la reacción, aplicando criterios analíticos y
experimentales para asegurar la ausencia de limitaciones difusionales.
d) Procesamiento de los datos experimentales, cálculo de conversión del reactivo, rendimiento a productos y
selectividades en función del tiempo.
e) Modelado cinético pseudo-homogéneo de los datos, usando modelos sencillos con los que se pueden
extraer algunas conclusiones útiles preliminares.
f) Planteo de modelos cinéticos heterogéneos tipo Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson y deducción de
la expresión cinética variando la etapa limitante de la velocidad de reacción.
g) Ajuste mediante regresión numérica computacional de los datos experimentales usando las ecuaciones
diferenciales del balance de masa del reactor y la expresión cinética obtenida.
h) Análisis del significado físico y estadístico de los estimadores obtenidos en la regresión.
Es decir, durante la realización de esta Cientibeca el alumno aprenderá conceptos de catálisis heterogénea,
síntesis química, reactores químicos, análisis cromatográfico, modelado cinético, planificación de
experiencias en el laboratorio, regresión matemática de datos, uso de software específico para modelado
cinético, discusión de resultados obtenidos, redacción de informes y conclusiones, redacción de trabajos de
divulgación para ser presentados en eventos científicos como congresos, simposios, etc. La gran mayoría
de estas actividades, las cuales se encuadran dentro de las disciplinas de química, matemática, estadística
e informática, le serán sin dudas muy útiles en su futura vida profesional.
Director, contacto y lugar de trabajo
Nicolás Bertero
[email protected]
Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica (INCAPE) - Facultad de Ingeniería Química (FIQ) Universidad Nacional del Litoral (UNL)
Requisitos del postulante
Estudiantes de Ingeniería Química, Ingeniería en Alimentos o Licenciatura en Química, con promedio
académico superior a 7 (incluído los aplazos)
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
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Título de la beca
SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE CATALIZADORES ÁCIDOS PARA VALORIZACIÓN DE GLICEROL.
Resumen
"En la actualidad, como consecuencia de la producción de Biodiesel en el país, se dispone en el mercado
interno de grandes volúmenes de glicerol, de escaso valor comercial y de difícil disposición. Se han
propuesto diferentes alternativas para potenciar su aprovechamiento de modo de obtener compuestos de
mayor valor agregado. Dentro de las posibles rutas de valorización de la glicerina, se está estudiando en el
grupo de investigación, su deshidratación para obtener acroleína. Esta última es un intermediario de síntesis
de ácido acrílico y sus derivados, de importante aplicabilidad como superabsorbentes. Además, se ha
comenzado el estudio de producción de triacetina a partir de la esterificación de la glicerina. Para ambas
reacciones es de gran importancia la síntesis y/o modificación de los catalizadores sólidos ácidos a utilizar,
para optimizar no sólo la conversión y selectividad sino también su nivel de actividad a lo largo del tiempo
(estabilidad). En el grupo de trabajo, se ha comenzado a trabajar hace poco más de un año en la
modificación de zeolitas mediante tratamiento alcalino. Dicho procedimiento, consiste básicamente en
someter a un soporte zeolítico a condiciones de alcalinidad mediante una base en solución. El resultado de
este contacto depende fundamentalmente de tres variables, que son la concentración de la solución, su
temperatura y el tiempo de contacto. Se trabajará en la modificación estructural de zeolitas mediante
tratamiento alcalino con solución de hidróxido de sodio y carbonato de sodio para su utilización en
reacciones catalíticas heterogéneas como la deshidratación de glicerina para obtener acroleína, la reacción
de esterificación de ácidos grasos libres presentes en materias primas no convencionales para la
producción de biodiesel y en la acetilación de glicerina. La modificación de la zeolita con hidróxido o
carbonato de sodio involucra la calcinación de la misma, su contacto con la solución alcalina, el filtrado, el
posterior secado y finalmente la recuperación de sus propiedades ácidas mediante dos intercambios
sucesivos con solución de nitrato de amonio con etapas de calcinación intermedia y final. En vista de la
intención de estudiar diferentes zeolitas (HZSM5, Mordenita, HBeta) de relaciones Si/Al desde 15 a 150; y
concentraciones, temperatura y tiempos de contacto variables, se requiere que el becario dedique alrededor
del 50% de su carga horaria en dichas actividades. Adicionalmente, se capacitará al mismo para la
ejecución/interpretación de resultados de diferentes técnicas de caracterización fisicoquímica de modo que
se pueda correlacionar la concentración y distribución de los sitios ácidos, del área superficial del sólido y de
su morfología en las reacciones test planteadas.
Desde el punto de vista motivacional, se involucrará al becario en el estudio e interpretación de los
resultados catalíticos de estos catalizadores. En dichas reacciones específicas que ya están siendo
estudiadas en el grupo de trabajo, se persigue el objetivo de mejorar la conversión, selectividad y
estabilidad de los sólidos mediante la modificación de la porosidad y el área superficial de las zeolitas
utilizadas como catalizador heterogéneo.
Las tareas a desarrollar por el becario serán las siguientes:
1. Recopilación y lectura de la bibliografía relevante sobre el tratamiento alcalino de zeolitas (Fuente:
Scopus, Science Direct)
2. Análisis de la incidencia de la concentración de la solución básica, la temperatura y el tiempo sobre
zeolitas de diferente topología (canales uni o tridimensionales) y diferente relación Si/Al.
3. Determinación de las condiciones óptimas del tratamiento alcalino mediante la aplicación de variadas
técnicas de caracterización superficial y volumétrica.
4. Procesamiento e interpretación de los resultados catalíticos obtenidos.
El becario participará de las reuniones que se realicen en el grupo a fin de discutir resultados y realizar
presentaciones de temas relacionados con su trabajo de investigación.
Respecto a la seguridad ocupacional y el manejo en el laboratorio, este aspecto será de central importancia
en la formación del estudiante, así como el manejo de bibliografía, bases de datos, patentes, normas, etc.
Es política del grupo de trabajo hacer especial hincapié en los aspectos de procedimientos y seguridad en el
manejo de sustancias y equipos. Por ello, previo al comienzo de sus actividades se lo capacitará respecto a
este tema."
Director, contacto y lugar de trabajo
Hernán Decolatti
[email protected]
Laboratorio 60, INCAPE (UNL-CONICET)
Requisitos del postulante
IRQUI 2 cursada
Oferta para
Cientibeca, Beca Estímulo (EVC-CIN)
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