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FORMATION OF MAGNETIC FERRITES TROUGH COPRECIPITATION TO ELIMINATE HEAVY METALS IN WATER SYSTEMS

En este trabajo se pretende optimizar el proceso de formación de ferritas de cromo, plomo, zinc y manganeso para obtener ferritas magnéticas de alta estabilidad, con eficiencias de remoción superiores al 99%. La optimización, se realizó evaluando la incidencia y contribución de las variables del proceso, tales como: concentración del metal en la solución, relación [Fe⁺²]/[metal], temperatura y velocidad de agitación, mediante un diseño de parámetros de Taguchi. La eficiencia de remoción de los metales se determinó por Espectroscopía de Absorción Atómica (EAA). Las propiedades magnéticas y la estabilidad de las ferritas sólidas se obtuvieron evaluando la permeabilidad magnética, con lo cual se puede asegurar que las ferritas sólidas pueden ser re aprovechados en la fabricación de cabezales de cintas magnéticas, cintas magnéticas de tarjetas electrónicas, fabricación de cintas de audio y video, entre otros posibles usos.

Abstract

In this work, we attempted to optimize the process of the formation of chromium, lead, zinc and manganese ferrites in order to obtain high stability magnetic ferrites which led to removal efficiencies of over 99%. Optimization of ferrites was carried out by evaluating the incidence and contribution of the variables of the process, such as: metal concentration in the solution, the [Fe⁺²]/[metal] relationship, temperature and speed of agitation, using a Taguchi parameter design. The efficiency of removal metals was determined by Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). Magnetic properties and the stability of ferrite solids were obtained by evaluating magnetic permeability. As a result, we can affirm that ferrite solids can be used in the manufacture of magnetic tape heads, electronic magnetic tapes and the manufacture of audio and video tapes, among other things.

POLYPYRROLE FILMS ELECTROPOLYMERISED IN SODIUM DODECYLSULPHATE SOLUTION

Utilizando elipsometría y voltametría se investiga la electrodeposición de películas de polipirrol, Ppy, sobre electrodos de oro en soluciones acuosas de pirrol 0,1 M; sodiododecilsulfato, SDS, 0.1 M. La estructura para la película oxidada y reducida se caracteriza mediante los índices ópticos n – i k (región visible, 450 nm <  < 580 nm) y el espesor (4 < d < 140 nm). Durante la oxidación y reducción en SDS no se observa cambio apreciable del espesor. Los índices ópticos en la región 0.1 < E < 0.9 V muestran que el Ppy sufre solo reducción parcial, permaneciendo con alto grado de oxidación. Luego de inmersión en KCl 0,1 M se observa gran aumento de electrocromismo y pseudocapacidad, y disminución de 40 % en espesor para la película reducida. Los índices ópticos a 0.9 V son similares a los en SDS, mientras que a 0.1 V se observa significativa reducción del Ppy.

Abstract

The electrodeposition of polypyrrole from 0.1 M pyrrole, 0.1 M sodiododecylsulphate, SDS, aqueous solution was studied using voltammetry and ellipsometry on gold electrodes. The thickness ( 4 < d < 140 nm) and the optical indices n – i k were obtained in the (450 nm < < 580 nm) visible optical region for the oxidised and reduced layer. During the oxidation and reduction in SDS there was not appreciable change in thickness. The optical indices showed only a partial reduction of the Ppy in the 0.1 < E < 0.9 V potential region, remaining the Ppy highly oxidised. After immersion in 0.1 M KCl it was observed an increase in electrocrhomism and pseudocapacity, and a 40 % decrease in thickness for the reduced layer. The optical indices at 0.9 V were similar to that in SDS, whereas at 0.1 V, it was observed significant reduction of the PPy.

NEW MODELS TO PREDICT FLASH POINTS IN PURE ALKANES

En este trabajo se desarrollan dos modelos predictivos de la temperatura normal de punto de inflamación. Los modelos propuestos consideran términos adimensionales en su expresión, los cuales han reducido el error en la predicción de la temperatura del punto de inflamación para alcanos. Se observó que la relación entre la temperatura en el punto de inflamación y la de ebullición aparentemente tienen poca variabilidad por lo cual se puede deducir una regla heurística. La dispersión del error con la regla heurística se reduce al incorporar las energías de evaporación y reacción en la correlación. Se desarrolló un método basado en contribución de grupos combinada con los grupos adimensionales propuestos para reducir aún más el error en la predicción de la temperatura del punto de inflamación, incluyendo la capacidad de distinguir la diferencia entre los isómeros. Los resultados obtenidos de los modelos propuestos son aceptables y mejoran a las correlaciones de uso actual.

Abstract

Two models to predict the temperature at the normal flash point are developed in this work. The proposed models consider dimensionless terms in their expressions, which have reduced the error in predicting the flash point temperature for alkanes. It was firstly observed that the relationship between the flash point and boiling temperatures have seemingly little variability and hence a heuristic rule can be deduced. The dispersion of the error when predicting with the heuristic rule is reduced by incorporating the evaporation and reaction energies in the correlation. A method based on group contributions combined with the proposed dimensionless group is developed to further decrease the error in predicting flash point temperatures, including the ability to distinguish differences among isomers. The results of the proposed models are acceptable and improve currently used correlations.

DENSITY, SPEED OF SOUND AND VISCOSITY FOR THE BINARY SYSTEM METHYL ACETATE + BUTYL ACETATE BETWEEN 288.15 AND 318.15 K

Fueron determinadas las densidades, velocidades del sonido y viscosidades de la mezcla binaria acetato de metilo + acetato de butilo a 288,15; 293,15; 298,15; 303,15; 308,15; 313,15 y 318,15 K y a presión atmosférica. A partir de la información experimental se calculó el volumen molar de exceso, VE, la desviación de la velocidad del sonido, ƒu, la desviación de la viscosidad, ƒƒ, y el exceso de energía de activación por flujo viscoso, ƒG*E, ajustando estos resultados con la ecuación polinomial de Redlich y Kister. La mezcla binaria presentó valores positivos de VE y de ƒG*E, mientras que ƒu y ƒƒ resultaron negativos. Se realizó la predicción de la velocidad del sonido con los modelos propuestos por Nomoto, Van Dael y Ernst et al. Las viscosidades de la mezcla se correlacionaron con las ecuaciones de Mc Allister y Katti-Chaudrhi y se aplicaron modelos de contribución de grupos. Se puede concluir que los resultados obtenidos son aceptables.

Abstract

Densities, speeds of sound and viscosities of the binary mixture methyl acetate + butyl acetate were determined at 288.15; 293.15; 298.15; 303.15; 308.15; 313.15 and 318.15 K and at atmospheric pressure. From experimental information, excess molar volume, VE, speed of sound deviation, ƒu, viscosity deviation, ƒƒ and excess energy of activation of viscous flow, ƒG*E, were calculated; these results were fitted with the polinomial equation of Redlich and Kister. The binary mixture presented positive values of VE and ƒG*E, while as ƒu and ƒƒƒ were negative. The prediction of the speed of sound by the models proposed by Nomoto, Van Dael and Ernst et al. was realized. The viscosities of the mixture were correlated with McAllister and Katti-Chaudrhi equations, and group contributions models were applied. It can be concluded, the research work’s results are acceptable.

STOCHASTIC AND CREDIBILISTIC GENERIC MATHEMATICAL MODEL FOR MAMMALIAN CELL CYCLE

Este trabajo presenta un modelo genérico detallado sobre las células de mamíferos, desde el punto de vista matemático. A causa de regulación celular aparecen las oscilaciones, cuyos complejos procesos de retroalimentación se expresan usando un gran número de variables. Las simulaciones matemáticas son muy útiles para entender la transición del comportamiento oscilatorio, de simple a complejo y determinar las condiciones en que se producen. El modelo clásico, que representa el ciclo de división celular de mamífero, fue propuesto por Tyson Lab (https://mpf.biol.vt.edu/Tyson%20Lab.html), y será analizado, considerando los procesos de Wiener y de Liu. Se estudiarán el sistema híbrido de ecuaciones diferenciales, como una combinación de aleatoriedad y borrosidad. De estos acercamientos, pueden evidenciarse diferentes comportamientos. Las simulaciones numéricas se realizaron utilizando el software Maple 13, y se ha dado la interpretación biológica respectiva. A partir del modelo matemático determinístico genérico para las células de mamíferos, se ha construido la dinámica estocástica del sistema correspondiente.

Abstract

This paper presents a detailed generic model for mammalian cells, from a mathematical point of view. Because of cellular regulation, oscillations arise. The complexity of feedback processes that generate oscillations are expressed using a large number of variables. Mathematical simulations are very useful to understand the transition from simple to complex oscillatory behavior and to identify the initial conditions under which they arise. Classical model, representing mammalian cell division cycle, was proposed and analyzed by Tyson Lab (https://mpf.biol.vt.edu/Tyson%20Lab.html). Our purpose is to analyze this model by considering Wiener and Liu processes. The hybrid system of differential equations will be studied, as a combination of randomness and fuzziness. Different behavior can be noticed for these approaches. Our numerical simulations were done in Maple 13 software, and biological interpretations were given. A stochastic dynamics has been generated based on the generic deterministic mathematic model for mammalian cells.

SIMULATION OF GRAIN FORMATION PERIMETRIC COLUMNAR AND EQUIAXED ON STEEL BILLETS INCLUDING PRE-SOLIDIFICATION ROUTINES

Este trabajo muestra el desarrollo y la implementación de algoritmos computacionales basados en teoría del caos y autómatas celulares para la simulación del crecimiento de granos en secciones cuadradas de acero producidas por colada continua. Se desarrollaron tres algoritmos para la simulación de las estructuras de grano en las zonas perimetral, columnar y equiaxial; incluyen rutinas para estimular la nucleación y crecimiento del grano. Estas fueron compiladas separadamente al algoritmo principal con el objeto de hacer más eficiente el sistema de simulación. Los algoritmos analizan todos los nodos a cada paso, durante la simulación de cálculo y una interfase de despliegue gráfico muestra en la pantalla el proceso de solidificación. La teoría del caos fue empleada integrando un proceso aleatorio de selección. El resultado de este análisis es una imagen digital de celdas que representan a los granos (autómata celular) y es desplegada en la pantalla en función a un código numérico asignado a las posiciones nodales.

Abstract

This work shows the development and application of computational algorithms based on chaos theory and cellular automaton to simulate the grain growth process on squared steel billets produced by continuous casting. Three algorithms were developed to simulate the grain structures on chill, columnar and equiaxed zones. These include routines to simulate grain nucleation and growth. These routines were compiled separately from the main routine in order to make more efficient the simulator. Algorithms analyze each node at every step time during simulation and a graphical interface is used to display the results on the screen. Chaos theory is used for integrating a random selection process. The result is an image formed with cells that represent grains (cellular automaton) displayed on the screen based on a numeric code assigned to the nodal positions.

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES CHARACTERIZATION OF SPHERICAL CAST IRON WITH HIGH CONTENTS MOLYBDENUM

En este trabajo se estudia la influencia de los altos contenidos de molibdeno en dos aleaciones base (una con contenido alto de silicio y bajo en carbono, serie A; y la segunda con alto contenido de carbono y bajo silicio, serie B) sobre la microestructura y el comportamiento mecánico en piezas coladas en fundición esferoidal en espesores normales. Se enfatiza la composición química y características micro-estructurales tales como tamaño, distribución de nódulos, la relación de las fases formadas y propiedades mecánicas en el material obtenido. Se comprobó la influencia del contenido de molibdeno sobre la formación de nódulos en ambas series, así como de su morfología que es la característica deseada.

Abstract

In this work it is determined the behavior and influence of the molybdenum related to other alloy elements (the first, high silicon and low carbon contents, A series; and the second high carbon and low silicon contents, B series), on the microstructure and mechanical behavior to determine the efficiency of the Nodular Iron in casted pieces. It is emphasized the chemical composition on the micro structural characteristics, such as size, nodules distribution, relationship of formed phases and mechanical properties in the material obtained. The influence of the molybdenum on the nodules formation was verified for both series and its morphology.

THE TEXTURES OF ZINC ELECTRODEPOSITS ON STEEL AND THEIR EFFECT ON THE CORROSION RESISTANCE

En este trabajo, las texturas de depósitos de zinc en acero templado se correlacionan con la resistencia de corrosión del metal base. Se estudian por difracción de rayos X las texturas de electrodepósitos de zinc. Los depósitos de zinc se realizaron simulando las condiciones industriales de temperatura, tiempo y densidad de corriente, utilizando soluciones de electrodeposición de ZnCl2 + NH4Cl en presencia y ausencia de tiourea. Según se ha reportado, los depósitos de Zn con una alta intensidad en la textura de los planos basales (0,0,2) y bajas intensidades en la textura de planos piramidales (del tipo (1,0,3), (1,1,2), (2,0,1)) presentan mayor resistencia a la corrosión. Para tiempos de electrodeposición bajos, los cincados obtenidos desarrollan una textura (1,0,3) y las densidades de corriente de corrosión son altas. Mientras que, para tiempos de deposición altos (10 minutos), los cincados tienen una textura (0,0,2) y el valor de la corriente de corrosión disminuye notablemente. La preponderancia de la textura (0,2,2) en los planos basales y la baja intensidad de DRX para la textura (0,0,3) en los planos piramidales, están asociados a los depósitos que presentan una alta resistencia a la corrosión.

Abstract

In this work, textures of Zn deposits on mild steel are correlated with the corrosion resistance of the base metal. Textures of electrodeposits chemically obtained were studied by using X-ray diffraction. Zinc deposits were made simulating industrial conditions of temperature, time and current density, using electrodeposition solutions of ZnCl2 + NH4Cl (in the presence/absence of thiourea). According to reports, Zn deposits with a basal planes high intensity (0,0,2) and low intensities in pyramidal planes ((1,0,3), (1,1,2), (2,0,1)), more resistant to corrosion. For low electrodeposition times, zinc deposits developed a (1,0,3) texture, showing in this case high corrosion current densities. On the contrary, for higher deposition times (10 minutes), deposits developed a (0,0,2) texture and the value of the corrosion current decreases markedly. The prevalence of texture (0,0,2) in the basal planes and low XRD intensity for (0,0,3) texture in the pyramidal planes are associated to deposits having high corrosion resistance.