https://hdl.handle.net/11185/8 2026-07-20T17:53:14Z https://hdl.handle.net/11185/8907 Algoritmo convergente para flujo por curvatura media de superficies con borde fijo Ivaniszyn, Bárbara Solange El objetivo principal de esta tesis es proponer un método numérico para el flujo por curvatura media en superficies con borde fijo bajo una condición de Dirichlet y estudiar su convergencia. Desde un enfoque paramétrico, se desarrolla una formulación débil adaptando esquemas existentes para superficies cerradas, lo que requiere deducir condiciones de borde apropiadas para el vector normal y la curvatura media. Para la semidiscretización espacial se desarrolla un esquema convergente en el marco del Análisis Isogeométrico (IgA), utilizando espacios spline evolutivos producto tensorial de grado (p) mayor o igual a 2. Con este fin, se desarrollan herramientas analíticas para el tratamiento de superficies con borde, incluyendo estimaciones de los errores de perturbación geométrica sin recurrir a la función distancia orientada y la definición de operadores de tipo Ritz, lineales y no lineales, junto con el estudio de sus propiedades de aproximación y de sus derivadas materiales. Estas herramientas permiten obtener estimaciones de consistencia y estabilidad de orden óptimo y, en consecuencia, demostrar estimaciones de error de orden óptimo para el esquema semidiscreto bajo hipótesis adecuadas de regularidad. Asimismo, se presenta la discretización temporal mediante Fórmulas de Diferenciación hacia Atrás (BDF) de órdenes 2 a 5, junto con su implementación y experimentos numéricos que ilustran el comportamiento del método. Finalmente, se analizan las limitaciones y problemas abiertos que introduce la condición de borde en el estudio de la convergencia del esquema totalmente discreto y se presentan avances hacia la extensión de estas técnicas al flujo de Willmore con borde Navier y al flujo por curvatura media con condición de Neumann.; The main objective of this thesis is to propose a numerical method for the mean curvature flow of surfaces with a fixed boundary under Dirichlet boundary conditions and to study its convergence. From a parametric perspective, a weak formulation is developed by adapting existing schemes for closed surfaces, which requires deriving appropriate boundary conditions for the normal vector and the mean curvature. For the spatial semidiscretization, a convergent scheme is developed within the framework of Isogeometric Analysis (IgA), using evolving tensor-product spline spaces of degree greater than or equal to 2. To this end, analytical tools are developed for the treatment of surfaces with boundary, including estimates for geometric perturbation errors without resorting to the signed distance function, as well as the introduction of linear and nonlinear Ritz-type operators together with an analysis of their approximation properties and their material derivatives. These tools yield optimal-order consistency and stability estimates and, consequently, optimal-order error estimates for the semidiscrete scheme under suitable regularity assumptions. Furthermore, a fully discrete time discretization based on Backward Differentiation Formulae (BDF) of orders 2 to 5 is presented, together with its implementation and numerical experiments illustrating the performance of the method. Finally, the limitations and open problems arising from the presence of the boundary in the convergence analysis of the fully discrete scheme are discussed, and progress is reported toward extending these techniques to the Willmore flow with Navier boundary conditions and the mean curvature flow with Neumann boundary conditions. Fil: Ivaniszyn, Bárbara Solange. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina. 2025-03-28T00:00:00Z https://hdl.handle.net/11185/8892 Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía en el EDOS Concordia: un enfoque integral de optimización contractual y gestión de activos críticos Sosa, William Martín El presente trabajo final integrador (TFI) se centró en el análisis y la optimización de la gestión de la energía eléctrica en el Ente Descentralizado de Obras Sanitarias (EDOS) de la ciudad de Concordia. El organismo presta un servicio público esencial vinculado a la provisión de agua potable y saneamiento, cuyo funcionamiento depende en gran medida del suministro eléctrico para la operación de la planta potabilizadora, más de 50 perforaciones subterráneas y diversas estaciones de bombeo cloacal. Dado que la energía representa uno de los costos más significativos dentro del presupuesto operativo, su gestión eficiente constituye una prioridad estratégica. El trabajo se desarrolló en dos ejes complementarios. En primer lugar, se realizó un análisis integral de las contrataciones de energía eléctrica, revisando los contratos vigentes de potencia y consumo bajo las diferentes categorías tarifarias (T1, T2 y T3). Por un lado, se evaluó la relación entre la Capacidad de Suministro Contratada (CSC) y la potencia realmente utilizada, identificando sobrecontrataciones y, por otro lado, se identificaron penalizaciones por bajo factor de potencia. Arribando a la inminencia en las oportunidades de optimización. En segundo lugar, se diseñó, planificó y ejecutó un plan de mantenimiento preventivo del transformador de media tensión N.º 2 de la planta potabilizadora, equipo crítico fabricado en 1971, cuya antigüedad y condiciones de servicio requerían una estrategia de intervención para reducir riesgos y garantizar continuidad operativa. La metodología aplicada contempló una revisión energética en línea con los principios de la norma ISO 50001:2018, que permitió caracterizar los usos significativos de energía, establecer una línea base y diseñar indicadores de gestión. Todo ello se apoyó en la trazabilidad de la información energética registrada, lo que facilitó evaluar consumos específicos, potencias contratadas y registradas, cargos aplicados y evolución histórica de la facturación.; This final integration work (TFI) focused on the analysis and optimization of electrical energy management at the Decentralized Sanitary Works Entity (EDOS) of the city of Concordia. The organization provides an essential public service related to the supply of drinking water and sanitation, whose operation is largely dependent on electrical power for the functioning of the water treatment plant, more than 50 underground boreholes, and various sewage pumping stations. Given that energy represents one of the most significant costs within the operating budget, its efficient management constitutes a strategic priority. The work was developed along two complementary axes. First, a comprehensive analysis of electricity procurement contracts was conducted, reviewing active agreements for power demand and consumption under the applicable tariff categories (T1, T2, and T3). This involved evaluating the relationship between the Contracted Supply Capacity (CSC) and actual power demand — identifying cases of over-contracting — as well as detecting penalties resulting from low power factor. Both lines of analysis revealed imminent optimization opportunities. Second, a preventive maintenance plan was designed, planned, and executed for Medium-Voltage Transformer No. 2 at the water treatment plant, a critical piece of equipment manufactured in 1971, whose age and operating conditions required an intervention strategy to reduce risk and ensure operational continuity. The methodology applied incorporated an energy review aligned with the principles of ISO 50001:2018, enabling the characterization of significant energy uses, the establishment of an energy baseline, and the design of performance indicators. This was supported by the traceability of recorded energy data, which facilitated the assessment of specific consumption levels, contracted and registered demand figures, applicable charges, and the historical evolution of billing. Fil: Sosa, William Martín. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina. 2026-05-15T00:00:00Z https://hdl.handle.net/11185/8883 Valorización de ligninas técnicas en matrices de PELBD: desarrollo de materiales funcionales para aplicaciones agrícolas e industriales Chiappero, Lucio Rafael En el contexto actual de creciente conciencia ambiental y necesidad de reducir el uso de materiales derivados del petróleo, se ha intensificado la búsqueda de polímeros más sostenibles y respetuosos con el entorno. En este marco, la lignina —un subproducto abundante y renovable de la industria papelera— ha despertado un interés creciente como aditivo funcional para matrices poliméricas, especialmente en mezclas con poliolefinas como el polietileno lineal de baja densidad (PELBD). El aprovechamiento de ligninas técnicas no solo permitiría reducir el impacto ambiental de los plásticos convencionales, sino también valorizar residuos industriales de bajo costo, favoreciendo el desarrollo de materiales más circulares. En esta tesis se estudia la incorporación de distintas ligninas técnicas, tanto sin modificar como funcionalizadas por esterificación, en formulaciones con PELBD orientadas a dos tipos de aplicaciones: moldeo por inyección y películas agrícolas flexibles. A lo largo del trabajo se analizan tanto las propiedades fundamentales de las ligninas empleadas como el comportamiento térmico, mecánico y estructural de los materiales compuestos obtenidos. Asimismo, se exploran estrategias adicionales como la adición de cargas inorgánicas (cenizas de cascarilla de arroz) y nanocargas (nanoarcillas), así como tratamientos por radiación ionizante, con el fin de mejorar las prestaciones funcionales de los materiales desarrollados.; In the current context of growing environmental awareness and the need to reduce the use of petroleum-based materials, the search for more sustainable and environmentally friendly polymers has intensified. Within this framework, lignin—an abundant and renewable by-product of the pulp and paper industry—has attracted increasing attention as a functional additive for polymer matrices, particularly in blends with linear low-density polyethylene (LLDPE). The utilization of technical lignins not only offers the possibility of reducing the environmental impact of conventional plastics but also enables the valorization of low-cost industrial residues, contributing to the development of more circular materials. This thesis investigates the incorporation of different technical lignins, both unmodified and chemically functionalized through esterification, into LLDPE formulations intended for two application fields: injection-molded products and flexible agricultural films. Throughout the study, the fundamental properties of the selected lignins are examined, together with the thermal, mechanical, and structural behavior of the resulting composite materials. In addition, complementary strategies are explored to enhance material performance, including the incorporation of inorganic fillers derived from rice husk ash and nanofillers based on nanoclays, as well as treatments using ionizing radiation. These approaches are evaluated with the aim of improving the functional characteristics of the developed materials and expanding their potential applications in more sustainable polymeric systems. Fil: Chiappero, Lucio Rafael. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina. 2026-04-08T00:00:00Z https://hdl.handle.net/11185/8881 Desarrollo de un laminado biobasado de alta presión mediante el reemplazo parcial del fenol con lignina kraft de madera dura: Diseño, optimización y escalado Peralta, Micaela Belén La creciente demanda de materiales sostenibles ha impulsado la búsqueda de alternativas renovables a materias primas fósiles, posicionando a la lignina como un sustituto potencial del fenol en resinas fenólicas. La lignina kraft de eucalipto, subproducto abundante de la industria papelera, presenta similitudes estructurales con el fenol, aunque su baja reactividad requiere procesos de activación para su incorporación en materiales de alto desempeño. Esta Tesis tuvo como objetivo desarrollar un sistema integrado para la valorización de lignina kraft de eucalipto como sustituto parcial de fenol en resinas resol destinadas a laminados de alta presión, abarcando la activación química, síntesis y optimización de resinas lignina–fenol–formaldehído, escalado industrial y evaluación del desempeño final. La hidroximetilación permitió identificar condiciones óptimas de funcionalización (pH 11 y 50 °C), incrementando la reactividad de la lignina y validando el seguimiento cinético mediante espectroscopía UV diferencial, SEC y RMN de 31P. La incorporación de lignina funcionalizada en resinas con 30 % de sustitución de fenol mostró que la prehidroximetilación favorece la conversión de formaldehído, la formación de redes de curado eficientes y mejores propiedades termomecánicas en los laminados. El escalado industrial alcanzó un nivel de madurez tecnológica TRL 7, demostrando la factibilidad de producir resinas, prepregs y laminados en condiciones reales de fabricación. Los materiales obtenidos presentaron buena calidad superficial, menores emisiones de formaldehído y desempeño mecánico comparable a sistemas convencionales. El estudio de mayores sustituciones indicó que un reemplazo del 50 % de fenol ofrece el mejor equilibrio entre procesabilidad y propiedades finales. Los resultados demuestran la viabilidad de emplear lignina kraft funcionalizada como alternativa sostenible para el desarrollo de laminados fenólicos de alto desempeño.; The increasing demand for sustainable materials has driven the search for renewable alternatives to fossil-based raw materials, positioning lignin as a potential substitute for phenol in phenolic resins. Hardwood kraft lignin, an abundant by-product of the pulp and paper industry, presents structural similarities with phenol; however, its low reactivity requires activation processes for its incorporation into high-performance materials. This Thesis aimed to develop an integrated system for the valorization of hardwood kraft lignin as a partial phenol substitute in resol resins for high-pressure laminates, including chemical activation, synthesis and optimization of lignin–phenol–formaldehyde resins, industrial scale-up, and evaluation of the final material performance. Hydroxymethylation allowed the identification of optimal functionalization conditions (pH 11 and 50 °C), increasing lignin reactivity and validating kinetic monitoring through differential UV spectroscopy, SEC, and 31P NMR. The incorporation of functionalized lignin into resins with 30% phenol substitution showed that pre-hydroxymethylation promotes formaldehyde conversion, efficient curing network formation, and improved thermomechanical properties of the laminates. Industrial scale-up reached a technology readiness level TRL 7, demonstrating the feasibility of producing resins, prepregs, and laminates under real manufacturing conditions. The obtained materials exhibited good surface quality, lower formaldehyde emissions, and mechanical performance comparable to conventional systems. Higher substitution levels indicated that 50% phenol replacement provides the best balance between processability and final properties. The results demonstrate the feasibility of using functionalized hardwood kraft lignin as a sustainable alternative for the development of high-performance phenolic laminates. Fil: Peralta, Micaela Belén. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina. 2026-02-19T00:00:00Z