https://hdl.handle.net/11185/23 2026-11-11T06:47:02Z 2026-11-11T06:47:02Z Demarchi, María https://hdl.handle.net/11185/9062 2026-11-04T13:36:54Z 2026-06-22T00:00:00Z

Optimización basada en simulación de la eficiencia energética de edificios Demarchi, María En un escenario de crisis climática y demandas crecientes de habitabilidad, la presente investigación aborda la problemática del consumo energético en el sector residencial proponiendo un cambio de paradigma en el uso de la Simulación Energética de Edificios (Building Energy Simulation) (BES). Se propone un marco metodológico de modelado termo-energética de edificios acoplada a algoritmos de optimización (SBO), sustentado en el acoplamiento dinámico de Algorítmos Genéticos (GA) con el motor de simulación EnergyPlus (E+). Este marco se implementa en dos fases críticas: primero, para la calibración de modelos BES mediante modelado inverso y, segundo, para el diseño de envolventes bioclimáticas y el análisis de sensibilidad regional en Argentina. A través del modelado inverso y el análisis de dos casos de estudio experimentales (MEVIR y SOFIA), se desarrollan metodologías de calibración avanzada. Se demuestra que el enfoque multiobjetivo y el monitoreo detallado, junto al desacople secuencial de las variables de la envolvente y la inclusión de parámetros de alta sensibilidad e incertidumbre, permiten mitigar el fenómeno de la equifinalidad. Este proceso logra precisiones de 0.15°C, garantizando la integridad termofísica de los modelos resultantes. Posteriormente, se emplean modelos directos para evaluar el desempeño de un prototipo teórico (VERA) a través de las diversas zonas bioambientales de la República Argentina (IRAM 11603). Los resultados demuestran que la eficiencia energética residencial no reside en la aplicación de soluciones tecnológicas universales ni en grandes inversiones de capital, sino en la gestión del equilibrio térmico dinámico mediante estrategias bioclimáticas optimizadas. En conclusión, este trabajo aporta conocimiento científico de transferencia esencial para que proyectistas y organismos gubernamentales alcancen metas de sustentabilidad fundamentadas en evidencia cuantitativa y un desempeño energético verificado.; In a context of climate crisis and growing demands for habitability, this research addresses the issue of energy consumption in the residential sector by proposing a paradigm shift in the use of BES. A methodological framework for building thermal-energy modeling coupled with optimization algorithms (SBO) is proposed, supported by the dynamic coupling of Genetic Algorithms (GA) with the EnergyPlus (E+) simulation engine. This framework is implemented in two critical phases: first, for the calibration of BES models through inverse modeling; and second, for the design of bioclimatic envelopes and regional sensitivity analysis in Argentina. Through inverse modeling and the analysis of two experimental case studies (MEVIR and SOFIA), advanced calibration methodologies are developed. It is demonstrated that a multi-objective approach and granular monitoring, combined with the sequential decoupling of envelope variables and the inclusion of high-uncertainty parameters, effectively mitigate the phenomenon of equifinality. This process achieves accuracies of 0.15°C, ensuring the thermo-physical integrity of the resulting models. Subsequently, forward models are employed to evaluate the performance of a theoretical prototype (VERA) across the various bio-environmental zones of Argentina (IRAM 11603). The results demonstrate that residential energy efficiency does not rely on the application of universal techno logical recipes or capital-intensive investments, but rather on the management of dynamic thermal equilibrium through optimized bioclimatic strategies. In conclusion, this work provides essential scientific knowledge for transfer, enabling designers and government agencies to achieve sustainability goals based on quantitative evidence and verified energy performance. Fil: Demarchi, María. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas; Argentina.

2026-06-22T00:00:00Z Castro, Silvana Luisa https://hdl.handle.net/11185/9060 2026-11-02T16:44:21Z 2024-03-05T00:00:00Z

Evaluación del comportamiento de nanopartículas de plata dentro de las plantas de tratamiento de efluentes municipales Castro, Silvana Luisa La presente tesis se enfoca en el análisis de las nanopartículas de plata (AgNP) dentro de las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTARs), a fin de determinar su destino en las corrientes generadas y su posible liberación en el medio ambiente. Se realiza una revisión bibliográfica de los procesos físicos, químicos y biológicos que influyen en su comportamiento, y con base en ella se seleccionan expresiones cinéticas adecuadas para llevar a cabo diversas simulaciones. Las simulaciones se efectúan en dos modelos de prueba ampliamente reconocidos para PTARs, los “Benchmark Simulation Models” (BSM1 y BSM2), que sirven como plataformas para incorporar y analizar las AgNPs. Posteriormente se desarrolla un modelo estadístico basado en el diseño de experimentos (Metodología de Superficie de Respuesta, RSM) para evaluar los parámetros operativos y las concentraciones de entrada, e identificar las variables más influyentes en la remoción de nanopartículas y de nutrientes y en el consumo de energía. La remoción de AgNPs varió entre 50,2 y 46,2% en el BSM1 modificado y entre 49,9 y 40,7% en el BSM2 modificado, con valores de nitrógeno de 14,06 – 22,70 mgN/L y 11,26 – 11,71 mg/L, respectivamente. Se observó un comportamiento no lineal en la DQO en ambos modelos, debido a que los iones de plata inhiben el crecimiento de la biomasa autótrofa. Predominaron las especies solubles de Ag en el efluente, con menor presencia en los barros en el BSM2. El análisis RSM indicó que los factores más influyentes son los caudales de rechazo y de reciclo del sedimentador secundario. Se identifican limitaciones de los modelos, que subrayan la necesidad de futuras validaciones a mayor escala, aunque los modelos desarrollados establecen bases para profundizar el análisis en trabajos futuros.; This Thesis focuses on the analysis of silver nanoparticles (AgNPs) within wastewater treatment plants (WWTPs), in order to determine their fate in the generated streams and their potential release into the environment. A detailed literature review of the physical, chemical, and biological processes that may influence the behaviour of AgNPs is carried out, and based on it, appropriate kinetic expressions are selected to describe these processes and conduct various simulations. The simulations are performed using two widely recognized benchmark models for WWTPs, the “Benchmark Simulation Models” (BSM1 and BSM2), which serve as platforms to incorporate and analyze the behaviour of AgNPs. Subsequently, a statistical model based on response surface methodology (RSM) is developed to assess the operational parameters of the plants and the nanoparticle concentrations in the influent, thereby identifying the variables exerting the greatest influence on nanoparticle and nutrient removal, as well as energy consumption. AgNP removal ranged from 50.2% to 46.2% in the modified BSM1 model, with nitrogen values between 14.06 and 22.70 mgN/L. In the modified BSM2 model, removals ranged from 49.9% to 40.7%, and total nitrogen ranged from 11.26 to 11.71 mg/L. Non-linear behaviour in COD was observed in both models, due to silver ions inhibiting autotrophic biomass growth. Soluble Ag species predominated in the effluent in both models, with a lower presence in the sludge in BSM2. The RSM analysis indicated that the most influential factors in both models are the secondary clarifier reject and recycle flow rates. The study identifies limitations in the modified models, emphasizing the need for future validations on a larger scale, while establishing the foundation for further analysis in future work. Fil: Castro, Silvana Luisa. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas; Argentina.

2024-03-05T00:00:00Z Inzeo, Facundo Pascual https://hdl.handle.net/11185/9056 2026-10-27T15:13:06Z 2026-09-14T00:00:00Z

Análisis de la estabilidad de vehículos de gran porte mediante simulación computacional de interacción fluido-estructura Inzeo, Facundo Pascual En el contexto de la problemática multiobjetivo relativa al diseño de vehículos, el tratamiento de la estabilidad en marcha constituye un aspecto de gran relevancia que involucra importantes esfuerzos en lo referido a la labor ingenieril. La presente tesis ha planteado formalizar una contribución en el marco del abordaje computacional de dicho tópico, enfocándose en un caso particularmente crítico en cuestión: los vehículos de gran porte. Concretamente, se establecieron aportes en el contexto del desarrollo y validación de herramientas computacionales para la resolución de problemas de interacción fluido-estructura (FSI). El trabajo realizado involucró contribuciones en la predicción del flujo de aire alrededor de diferentes modelos de vehículos, en términos de criterios en la selección de estrategias y de implementaciones ligadas al tratamiento de la turbulencia. Asimismo, se destaca la concreción de un código de dinámica de sistemas multicuerpo rígidos. Finalmente, como núcleo procedimental, se ha implementado un código de interacción fluido-estructura que integra lo realizado previamente e incorpora, de forma adicional, el desarrollo de una estrategia para el tratamiento de la deformación de malla, con foco en su calidad. En términos generales, la metodología desarrollada en el marco FSI se ha aplicado sobre un conjunto de casos que abarcan desde un escenario de viento lateral hasta diferentes maniobras típicas en estabilidad, destacándose, entre otros aspectos, el logro de resultados comparables a un trabajo de referencia que hace uso de overset, y robustez en la estrategia de deformación de malla ante maniobras exigentes.; Vehicle design is inherently a multi-objective undertaking, and ensuring adequate dynamic stability remains a central concern in engineering practice. This thesis addresses the computational analysis of this problem, focusing on large road vehicles, for which stability-related issues are particularly critical. Specifically, contributions were made through the development and validation of a computational tool for solving fluid-structure interaction (FSI) problems associated with the analysis of lateral stability in these configurations. The work involved contributions to the prediction of airflow around different high-sided vehicle models, particularly through the selection and implementation of turbulence modelling strategies. It also included the development of a rigid multibody dynamics simulation code, with emphasis on its application to vehicle models and on establishing a modular architecture. Overall, these implementations were assessed against experimental and analytical reference results. Finally, the primary outcome of the work was a partitioned FSI code that incorporates the developments outlined above into the fluid and structural subproblem modules. In addition, the code includes a mesh-deformation module based on mesh-quality criteria for use within a body-fitted discretization framework. The FSI methodology developed in this thesis was applied to a set of cases ranging from a crosswind scenario to different manoeuvres commonly used in vehicle-stability assessment —including slalom and sine with dwell. Notable outcomes include results comparable to those reported in another numerical study using overset meshes, as well as robust performance of the mesh-deformation strategy under demanding manoeuvres. Fil: Inzeo, Facundo Pascual. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas; Argentina.

2026-09-14T00:00:00Z Salazar Bove, Joselynne Carolina https://hdl.handle.net/11185/9021 2026-10-05T16:31:02Z 2026-08-18T00:00:00Z

Modelado numérico de flujo y transporte en dispositivos microfluídicos micro y nanoestructurados utilizando técnicas multiescalas Salazar Bove, Joselynne Carolina Los dispositivos analíticos microfluídicos basados en papel (μPADs) poseen muchas cualidades atractivas, como su bajo costo, portabilidad y capacidad de funcionar sin equipos de apoyo ni fuentes de energía. Sin embargo, una de las principales limitaciones de dichos dispositivos es la falta de repetibilidad asociada a la naturaleza intrincada y aleatoria de los sustratos porosos. En consecuencia, los procesos de investigación y diseño suelen basarse en la construcción de prototipos físicos, lo que evidencia la necesidad de desarrollar herramientas alternativas que permitan una comprensión más profunda de su comportamiento bajo distintas condiciones operativas, reduciendo tanto tiempos como costos experimentales. Esta tesis tiene como principal contribución la implementación y validación de una herramienta computacional para simular el flujo y transporte en medios porosos basados en papel a costos accesibles, específicamente en los papeles Whatmann #1 y Munktell 00A, los cuales son ampliamente utilizados en μPADs. La metodología propuesta se fundamenta en un enfoque multiescala que permite obtener propiedades efectivas mediante un procedimiento de homogeneización, evitando la necesidad de resolver explícitamente la microestructura completa del material en cada simulación. A diferencia de las simulaciones numéricas directas (DNS), cuyo costo computacional escala de manera significativa con el tamaño del dominio, el enfoque multiescala constituye una alternativa computacionalmente eficiente y con alta fidelidad física. Las propiedades efectivas obtenidas pueden compararse con resultados experimentales, mejorando la robustez y confiabilidad de los modelos numéricos. De este modo, la herramienta desarrollada no solo permite reducir tiempos y recursos en el diseño y análisis de μPADs, sino que también proporciona una comprensión más profunda del comportamiento de estos dispositivos en distintas situaciones operativas.; Paper-based microfluidic analytical devices (μPADs) exhibit many attractive qualities, such as their low cost, portability, and the ability to operate without supporting equipment or power sources. However, one of the main limitations of such devices is the lack of repeatability due to the intricate and random nature of the porous substrates. Consequently, research and design processes are often based on the construction of physical prototypes, highlighting the need to develop alternative tools that allow for a deeper understanding of their behavior under different operating conditions, which would not only save time but also resources. The proposed methodology is based on a multiscale approach that allows effective properties to be obtained through a homogenization procedure, avoiding the need to explicitly solve the complete microstructure of the material in each simulation. In contrast to direct numerical simulations (DNS), whose computational cost scales significantly with the size of the domain, the multiscale approach is a computationally efficient alternative with high physical fidelity. The effective properties obtained can be compared with experimental results, improving the robustness and reliability of numerical models. Thus, the developed tool not only reduces time and resources in the design and analysis of μPADs, but also provides a deeper understanding of the behavior of these devices in different operating situations. Fil: Salazar Bove. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas; Argentina.

2026-08-18T00:00:00Z