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Subsecretaría de Educación Superior Dirección General de Educación Superior Tecnológica

Instituto Tecnológico de Aguascalientes

DOCTORADO EN CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

Banco de proyectos de Tesis de Doctorado, Convocatoria 1 - 2013

APLICACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA DE LA MEZCLILLA PARA LA SÍNTESIS DE

ADSORBENTES Y SU UTILIZACIÓN EN LA REMOCIÓN DE CONTAMINANTES PRIORITARIOS DEL

AGUA

Resumen: Este proyecto tiene como objetivo utilizar los residuos de fibras textiles generadas de la industria

de la mezclilla para la síntesis de adsorbentes para la remoción de especies contaminantes en solución

acuosa. En forma particular, se pretende obtener adsorbentes con propiedades específicas para la remoción

de contaminantes prioritarios del agua. El presente estudio pretende contribuir al desarrollo de alternativas

para mejorar la calidad del agua utilizada para uso y consumo humano en Aguascalientes y también

pretende buscar opciones para la utilización de residuos industriales en beneficio de la sociedad.

Director de Tesis: Dr. Adrián Bonilla-Petriciolet, Contacto: [email protected]

http://works.bepress.com/adrian_bonilla_petriciolet

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REMOCIÓN DE CONTAMINANTES TÓXICOS DEL AGUA EMPLEANDO PROCESOS DE ADSORCIÓN

SOMETIDOS A CAMPOS MAGNÉTICOS

Resumen: Actualmente, la contaminación del agua es un problema de relevancia universal debido a su

impacto significativo en el área de salud pública, economía y de protección del medio ambiente. La

presencia de los principales contaminantes como metales pesados, colorantes y fluoruros en efluentes

industriales y fuentes de abastecimiento de agua pueden provocar un deterioro en la salud humana y en el

ambiente si éstos no son tratados eficazmente. Debido a lo anterior, se han aplicado y desarrollado métodos

convencionales y no convencionales para la remoción de los principales contaminantes presentes en el

agua, por lo que el objetivo del presente proyecto es desarrollar e implementar una metodología no

convencional para la remoción de contaminantes del agua empleando procesos de adsorción sometidos a

campos magnéticos. La caracterización magnética de los materiales será de gran importancia para explicar

el mecanismo que ahí ocurre por lo que se contará con las instalaciones del laboratorio del Dr. Roberto

Escudero Derat del Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM.

mailto:[email protected]

http://works.bepress.com/adrian_bonilla_petriciolet


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Directora de Tesis: Dra. Ma. del Rosario Moreno Virgen, Contacto: [email protected] ………………………………………………………………………………………………………………………………

MODIFICACIÓN SUPERFICIAL DE CARBÓN CON MÉTODOS FÍSICOS Y QUÍMICOS PARA LA

ADSORCIÓN SIMULTÁNEA DE COLORANTES Y METALES PESADOS

Resumen: Algunas industrias descargan colorantes y metales pesados dentro de sus aguas residuales y

esta mezcla dificulta el tratamiento del agua. Aunado a esto, es complicado seleccionar algún método para

tratar la mezcla de dos especies completamente diferentes en cuanto a estructura química debido a que los

métodos utilizados frecuentemente se emplean para un mismo tipo de contaminante. Sin embargo, el

método de adsorción se considera un proceso efectivo para la remoción de colorantes, metales pesados y

otras especies peligrosas orgánicas e inorgánicas. En la literatura hay pocos reportes acerca de la adsorción

simultánea de colorantes y metales pesados en solución acuosa, y en estos, la capacidad de adsorción de

los metales pesados incrementó cuando se encuentra presente el colorante ya sea en la solución o

acumulado sobre el material adsorbente. La eficacia del proceso de adsorción para la remoción de

contaminantes por medio de carbones activados depende de las características del adsorbente y las

condiciones del proceso de adsorción. Particularmente, las características del adsorbente son determinadas

por el material precursor y el proceso de activación; es por esto que diversos investigadores que trabajan

con el método de adsorción buscan constantemente estrategias para incrementar la capacidad de adsorción

de los materiales adsorbentes. Una de ellas es la modificación superficial de los adsorbentes para favorecer

las interacciones adsorbato-adsorbente e incrementar la cantidad adsorbida. Algunos ejemplos de

modificación son las efectuadas con ácidos para favorecer la formación de grupos ácidos en el carbón y la

oxidación con aire para aumentar la polaridad del carbón y modificar su superficie específica. Otro ejemplo

es el dopado con sales para aumentar la basicidad y polaridad del carbón. Por lo anterior, el objetivo de este

proyecto es modificar carbones comerciales y algunos obtenidos a partir de residuos vegetales empleando

métodos físicos y químicos para remover simultáneamente colorante y metales pesados en mezclas

binarias, ternarias y efluentes industriales.

Director de Tesis: Dr. Rigoberto Tovar Gómez, Contacto: [email protected]

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DESARROLLO DE UN SENSOR DE FIBRA PARA MONITOREO DE LA EVOLUCIÓN DEL FRAGUADO

EN CEMENTOS

Resumen: La industria cementera hoy en día es una de las más importantes a nivel mundial, sin embargo

los métodos y normas que rigen la fabricación del cemento hidráulico siguen siendo basados en métodos de

ensayo. El desarrollo de fibras ópticas para aplicaciones especiales ha permitido que se puedan medir

cantidades físicas con una precisión mucho mayor a la que realizan los instrumentos clásicos o

convencionales. El presente proyecto propone el desarrollo de un sensor de fibra óptica para monitorear la

evolución del fraguado de pastas de cemento o bien concretos hidráulicos.

Director de Tesis: Dr. Juan José Soto Bernal, Contacto: [email protected]

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EFECTO DE LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA Y RADIACIÓN LÁSER EN LA ORIENTACIÓN

MOLECULAR DE PELÍCULAS PLÁSTICAS.

Resumen: En la actualidad, los plásticos se han convertido en una material imprescindible en la vida

cotidiana; son productos de uso común y fabricados en grandes cantidades; sin embargo, debido a su difícil

desintegración son algunos de los contaminantes más recurrentes de los suelos y de los océanos. Entre los

plásticos más utilizados se encuentran el Nylon, Policloruro de vinilo (PVC), Polietilenteraftalato (PET),

polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad (LDPE) polipropileno (PP) y poliestireno

(PS); los cuales tardan años en degradarse y reintegrarse a la naturaleza como materia inocua. El continuo

crecimiento de la población ha incrementado de forma alarmante el nivel de contaminación por estos

materiales plásticos. En la actualidad, el uso masivo de estos materiales se debe a su bajo costo de

manufactura y a sus excelentes propiedades mecánicas. La acumulación, en el medio ambiente, de los

polímeros con bajo índice de degradabilidad ha tenido como consecuencia que el metabolismo de los seres

vivos sea alterado y en consecuencia el comportamiento de las cadenas tróficas, lo que sugiere la necesidad

de desarrollar metodologías alternativas para evitar la acumulación de estos materiales plásticos en el medio

ambiente. Una opción que se presenta para la disminución de la contaminación por este tipo de materiales

sintéticos, es la modificación de la estructura molecular de los polímeros por medio de la adición de agentes

oxidativos, obteniendo con ello plásticos denominados, comercialmente,oxodegradables, otra alternativa es

el uso de polímeros naturales, llamados de esta forma porque se obtienen de procesos enzimáticos de seres

vivos.



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El objetivo del presente proyecto de investigación es evaluar el efecto de la radiación ultravioleta y radiación

láser en la orientación molecular de películas elaboradas con PET, PP, nylon y poliestireno para minimizar el

efecto de estos materiales en el medio ambiente.

Directora de Tesis: Dra. Ma. Rosario González Mota, Contacto: [email protected]

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CLOUD-S: UNA NUEVA METODOLOGÍA PARA INTEGRAR SEGURIDAD EN LA NUBE.

Resumen: A partir de los modelos de computación dominantes en las Tecnologías de la Información (TI)

como lo son: El Modelo de Computadora central, y el Modelo Cliente-Servidor); a surgido un nuevo modelo

para la oferta de servicios de TI llamado “Cloud Computing”, el cual fue creado para responder al explosivo

aumento del número de dispositivos conectados a Internet y complementar la presencia cada vez mayor de

la tecnología en las actividades cotidianas de las personas. De acuerdo con IBM, el modelo de Cloud

Computing tiene por objetivo brindarle al usuario una experiencia excepcional en lo referente al acceso,

consumo, y suministro de servicios TI. Dicha virtud se fundamenta en un diseño centrado en el usuario y se

caracteriza por su escalabilidad elástica. Este efectivo modo de adquisición y suministro de servicios TI

permite un fácil acceso a los recursos (servicios) poniéndolos a la disposición de todos. En este sentido,

fomenta también una fácil publicación de servicios en la “Nube” por parte de un proveedor. Estos aspectos

generan un gran número de vulnerabilidades por lo que es necesario integrar estrategias de seguridad de

manera formal en el modelo sin afectar su elasticidad ni el fácil consumo o suministro de servicios TI. Una

manera de hacerlo consiste en generar un modelo metodológico que integre estrategias seguridad en el

modelo propio de Cloud Computing considerando actores, actividades, y requerimientos de cada etapa del

modelo establecido. La carencia de este tipo de estrategias representa una buena oportunidad de

investigación. El objetivo de este proyecto es establecer una metodología que permita integrar seguridad en

la Nube manteniendo el fácil acceso a los servicios por parte del usuario, y la sencilla incorporación de

nuevos servicios y adaptación de los mismos de acuerdo a las necesidades de los usuarios (Elasticidad).

Director de Tesis: Dr. Ricardo Mendoza González, Contacto: [email protected]

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DIAGNÓSTICO DE FALLAS ELÉCTRICAS DE ESTATOR EN EL MOTOR BRUSHLESS

Resumen: La búsqueda de métodos de diagnóstico de fallas en máquinas eléctricas ha sido de gran interés

en los últimos años y aunque hay muchos trabajos en la literatura del área, la detección de fallas

simultáneas aún no se ha reportado. Tampoco existe mucha información sobre la detección de fallas en

máquinas eléctricas en regímenes de velocidad variable. Una de las aplicaciones importantes del

diagnóstico de fallas en máquinas eléctricas es su contribución en el mantenimiento periódico de las

máquinas, es decir, en lugar de contar con un mantenimiento preventivo basado sólo en estadísticas de

eventos, es posible contar con un mantenimiento basado además, en el diagnóstico de fallas. De esta forma

se ve la necesidad de integrar un algoritmo de diagnóstico capaz de detectar diferentes tipos de fallas para

máquinas brushless a velocidad variable, en principio, con técnicas de diagnóstico de fallas basadas en el

modelo matemático. El objetivo general del proyecto es efectuar el diagnóstico de fallas eléctricas y

mecánicas en el Motor de Brushless en diferentes regímenes de par y velocidad variable.

Director de Tesis: Dr. Francisco Villalobos Piña, Contacto: [email protected]

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DIAGNÓSTICO DE FALLAS EN ROBOTS MANIPULADORES

Resumen: Los procesos industriales han llevado a la necesidad de confiar en sistemas cada vez más

robustos y seguros, actualmente el uso de robots manipuladores en las diferentes actividades industriales

llevan a la necesidad de contar con esquemas y herramientas que permitan validar la correcta operación de

dichos manipuladores, ya que al entrar éstos en condición de falla pueden desempeñar de manera

inadecuada incluso volverse peligrosos en el ámbito de los procesos de manufactura. De esta forma surge la

necesidad de integrar un esquema o grupo de ellos capaz de detectar diferentes escenarios de falla de

robots manipuladores en un principio con técnicas basadas en modelos matemáticos. El objetivo general del

proyecto es efectuar el diagnóstico de diferentes escenarios de falla de robots manipuladores industriales.

Director de Tesis: Dr. Francisco Villalobos Piña, Contacto: [email protected]

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SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE PEHD RECICLADO/BENZOFENONA/CASCARRILLA DE ARROZ

PARA APLICACIONES EN SISTEMAS DE ILUMINACIÓN

Resumen: El sector petroquímico y de generación de energía eléctrica producen el 96% de la contaminación

industrial en México, de acuerdo con datos de la Secretaría de Medio Ambiente. Las centrales de la CFE

generan 760 millones de toneladas de contaminantes, la mayor parte de las emisiones corresponden a

gases de efecto invernadero que afectan la calidad del aire en la población y contribuyen al calentamiento

global. Además de que uno de los problemas para la eliminación de desechos sólidos, lo constituyen los

materiales poliméricos, principal componente de los productos poliméricos para empacado (botella, botes,

bolsas, etc). Estos desechos muestran una resistencia al ataque de los microorganismos presentes en el

suelo, así como al ataque por radiaciones solar y UV. El polietileno de alta densidad (PEHD), es el más

empleado actualmente para forzado de cultivos en invernaderos, túneles y acolchado. Esto se debe

principalmente a sus excelentes propiedades mecánicas, y a la facilidad para incorporar aditivos que

mejoran sus prestaciones en el proceso de fabricación del PEHD diversas sustancias como (a) Absorbentes

de radiación UV (derivados de benzotriazoles y benzofenona), (b) Secuestradores de radicales libres, (c)

Desactivadores (sales orgánicas de níquel). En el caso de la cascarilla de arroz es un residuo agrícola que

se producen en grandes cantidades, aproximadamente de cada 100 kg de arroz se obtienen 20 kg de

cascarilla. Tiene una composición típica de 40% de celulosa, 20% de cenizas en base seca, 10% humedad y

30% extracto no-nitrogenado.En los últimos tres años, la producción de arroz palay en México es cercana a

285,000 toneladas. Mientras que la benzofenonaes una sustancia blanca cristalina, insoluble en agua y con

olor a rosas. Su punto de fusión es de 49 °C y su punto de ebullición de 305-306 °C. La benzofenona actúa

como filtro para las radiaciones UV ya que es capaz de absorberla (promoviendo sus electrones a un estado

excitado) y disiparla en forma de calor (al volver sus electrones al estado fundamental). Esto es posible

debido a que la benzofenona posee sus estados de singlete y triplete energéticamente muy próximos entre

sí. Por esto, mediante las mezclas poliméricas de PEHD/cascarilla de arroz/benzofenona se pretende

disminuir el efecto de contaminación ambiental producido por la demanda de energía eléctrica para el sector

eléctrico principalmente en el área de iluminación mediante la absorción y liberación de luz UV.

Directora de Tesis: Dra. Norma Rangel Vázquez, Contacto: [email protected]

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http://es.wikipedia.org/wiki/Singlete



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SÍNTESIS, CARACTERIZACIÓNY MODELACIÓN MOLECULAR DE MEZCLAS POLIMÉRICAS DE PEHD

RECICLADO/CASCARILLA DE TRIGO/BENZOFENONA COMO SISTEMAS DE

ABSORCIÓN/LIBERACIÓN DE LUZ UV

Resumen: En México, el sector eléctrico se basa en gran medida en fuentes térmicas (74% de la capacidad

instalada total), seguido por la generación hidroeléctrica (22%). Aunque la explotación de recursos solares,

eólicos y biomasa cuentan con un gran potencial, la energía geotérmica es el único recurso renovable

(excluyendo la hidroeléctrica) con una contribución considerable a la matriz de energía (2% de la capacidad

de generación total). La tendencia general en generación térmica es una reducción de combustibles a base

de petróleo y un aumento de gas natural y carbón. Las emisiones de GEI (gases de efecto invernadero) del

sector eléctrico en 2004 fueron de 114 Tm de CO2|CO2e, que representó el 31% del total de emisiones por

la combustión de combustible fósil. Los pronósticos para el año 2014 estiman que las emisiones por

generación de electricidad se incrementarán hasta 160 Tm de CO2|CO2e, 32% del total. Cabe mencionar

que debido a razones económicas se ha incrementado el uso de mezclas poliméricas con materiales

lignocelulósicos como por ejemplo, harina de madera, cascarilla de arroz, cascarilla de trigo cascarilla, y

yute. En donde, la cascarilla de trigo es considerada como un residuo agrícola que sugirió, de bajo costo y

respetuoso con el medio ambiente derivados de llenado de una fuente renovable. Por lo tanto, son una

fuente que aún se encuentra bajo un estudio muy cuidadoso y en desarrollo. Mientras que el polietileno de

alta densidad (PEHD),es un polímero de adición, conformado por unidades repetitivas de etileno. En el

proceso de polimerización, se emplean catalizadores tipo Ziegler-Natta, y el Etileno es polimerizado a bajas

presiones, mediante radicales libres. El PEHD, se caracteriza por (a) excelente resistencia térmica y

química, (b) muy buena resistencia al impacto y, (c) no es atacado por los ácidos, resistente al agua a 100

ºC y a la mayoría de los disolventes ordinarios.Finalmente, la benzofenona actúa como filtro para las

radiaciones UV ya que es capaz de absorberla (promoviendo sus electrones a un estado exitado) y disiparla

en forma de calor (al volver sus electrones al estado fundamental). Esto es posible debido a que la

benzofenona posee sus estados de sencillo y triples energéticamente muy próximos entre sí. Es por esto

que surge la necesidad de utilizar mezclas poliméricas con materiales naturales como la cascarilla de

trigo/PEHD/benzofenona, con el objetivo de disminuir el efecto de contaminación ambiental producido por la

falta de cultura de reciclaje y de la demanda de energía eléctrica para el sector eléctrico principalmente en el

área de iluminación mediante la absorción y liberación de luz UV.


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LIBERACIÓN CONTROLADA DE INSULINA MEDIANTE PARCHES BIODEGRADABLES DE ALMIDÓN

DE ARROZ, TRIGO Y QUITOSANO: SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN

Resumen: Hoy en día, se están realizando diversas investigaciones para encontrar una técnica segura y

fiable que evite las inyecciones diarias de insulina, aunque la técnica más segura y exacta con la que se

cuenta continua siendo la inyección subcutánea, ya sea mediante jeringuillas, plumas o la bomba de

insulina. Hay que señalar además que, dependiendo de las características de cada persona y del grado de

control de su enfermedad, no todos los instrumentos son apropiados. En la actualidad los parches que se

comercializan para liberación de insulina contienen un sensor capaz de medir a través de la piel la

concentración de glucosa en sangre (glucemia) y, en función de ésta, administrar la dosis de insulina

precisa. Este parche contiene multitud de microagujas, prácticamente indoloras por su reducido tamaño, que

penetran en la piel de la zona en que se aplica y a través de cuales se va administrando la insulina. Por lo

que es necesario un grado de estabilidad importante de la enfermedad para garantizar la seguridad del

tratamiento.Aunque se están teniendo resultados favorables resulta de una tecnología muy costosa que

faltaría determinar si puede ser incorporada al catálogo de prestaciones de los diferentes Servicios de Salud

Públicos en México. Por este motivo y ante la necesidad de cubrir una demanda que presenta la sociedad en

general, en este proyecto se pretende obtener parches que sean biodegradables para evitar problemas de

contaminación ambiental mediante el la síntesis de almidón de arroz, trigo y quitosano, para determinar cuál

presenta mayor control de liberación de insulina.




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