https://hdl.handle.net/11185/30 2026-03-17T00:24:16Z 2026-03-17T00:24:16Z Cappelletti, Carlos Alberto https://hdl.handle.net/11185/7233 2023-09-20T13:41:40Z 2023-06-28T00:00:00Z

Control óptimo multiobjetivo con matriz de ganancias variables aplicado a procesos industriales utilizando desigualdades lineales matriciales Cappelletti, Carlos Alberto Esta tesis tiene como objetivo el diseño de controldores lineales, multiobjetivos con matriz de ganancias variables mediante el uso de Desigualdades Matriciales Lineales (LMI). Estos controladores son capaces de lograr un funcionamiento óptimo en un proceso químico. El punto novedoso de esta tesis es el de proponer un nuevo procedimiento que mediante una única representación politópica, reducida en vértices, puede incorporar alinealidades en el modelo y variaciones de los parámetros, ocasionados por cambios en el punto de operación y la existencia de perturbaciones externas. El planteo inicial del tema LMI está acompañado por una serie de ejemplos numéricos, lo cual incluye implícitamente un perfil educativo y formativo a un lector no especializado en el tema. Posteriormente se muestra cómo utilizar esta herramienta para cumplir condiciones dinámicas respetando restricciones operativas y asegurando las condiciones de robustez, buscando siempre garantizar la estabilidad asintótica en el sistema controlado a pesar de la existencia de incertidumbres paramétricas y eventuales saturaciones en el elemento de acción final. El sistema químico utilizado para la ejemplificación y validación de las propuestas es un reactor continuo de tanque agitado (CSTR).; This thesis aims to design linear, multi-objetive controllers with variables gain matrix using Linear Matrix Inequalities (LMI). These controllers are capable of achieving optimal performance in a chemical process. The novel aspect of this thesis is to propose a new procedure that can incorporate non-linearities in the model and variations in the parameters caused by changes in the operating point and the existence of external disturbances through a single polytopic representation, reduced in vertices. The initial approach to the LMI topic is accompainied by a series of numerical examples, which implicity includes an educational and formative profile for a reader not specialized in the subject. Subsequently, it is shown how to use this tool to meet dynamic conditions while respecting operational constraints and ensuring robustness conditions while respecting operationalconstraints and ensuring robustness conditions, always seeking to guarantee asymptotic stability in the controlled system despite the existence of parametric uncertainty and eventual saturations en the final control element. The chemical system used for exemplification and validationof the proposals is a continuous stirred-tank reactor (CSTR). Fil: Cappelletti, Carlos Alberto. Facultad de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Litoral; Argentina.

2023-06-28T00:00:00Z García Peña, Lina Vanesa https://hdl.handle.net/11185/7190 2023-08-09T15:13:46Z 2023-08-01T00:00:00Z

Gasificación catalítica a escala banco de residuos biomásicos para la generación de energía García Peña, Lina Vanesa Un futuro sostenible para la humanidad exige el desarrollo de tecnologías que puedan resolver o mitigar actuales problemáticas mundiales, como la creciente demanda energética, el agotamiento de los recursos fósiles, el calentamiento global y la alta generación de residuos, como los biomásicos. Hay diversas tecnologías enmarcadas en los principios de la bioeconomía, en las que se aprovechan los residuos para generar bienes y/o servicios causando un menor o nulo impacto ambiental, como es la generación de bioenergía. La gasificación es un proceso termoquímico, en el que se transforma un material carbonoso en presencia de un agente gasificante generando principalmente gases. Esta tecnología tiene un gran potencial para la generación de energía, aunque presenta algunas limitantes a nivel técnico y económico debido al efecto nocivo del alquitrán, el cual baja la calidad del gas, limitando su aplicación. Sin embargo, hay métodos de acondicionamiento del gas que reducen el contenido de alquitrán, mejorando su calidad. Entre los métodos más destacados están los catalíticos, encontrando catalizadores con alta actividad en reacciones de reformado de alquitrán, pero con limitantes en su aplicación por sus altos costos, baja disponibilidad y desactivación; convirtiéndose en un tema de estudio para superar dichas limitantes y alcanzar la viabilidad de la tecnología. El propósito de esta tesis fue estudiar la tecnología de gasificación catalítica con catalizadores de bajo costo y reciclados, con el fin de gasificar residuos biomásicos para la generación de un gas con potencial para la generación de energía.; A sustainable future for the humankind demands for the development of technologies that can solve or mitigate some of the current world problems: the growing energy demand, the depletion of fossil fuel resources, the global warming and the large generation of waste, such as biomass residue. In this sense there exist many technologies based on the principles of bioeconomy, in which waste is used to generate goods and/or services, causing a low or no environmental impact. One important contributor to this bioeconomy is the generation of energy from biomass residues. Gasification comprises the thermochemical conversion of a carbonaceous material in the presence of a gasifying agent. Biomass gasification has great potential for power generation, although it has some technical and economic limitations. Tar pose the main technical problem, lowering the quality of the gas and limiting its application. However, there exist gas conditioning methods that reduce the tar content. One of the most promising alternatives for tar abatement is the use of catalysts in the gasification process. Some catalytic materials have good activity and selectivity for tar ad biomass cracking and tar reforming, reducing their content to acceptable levels and converting them into components of the gas fuel product. However, they are faced with challenging limitations of fast deactivation, low availability and high cost. This thesis had the purpose of studying the technology of catalytic gasification with low cots catalysts, with the purpose of gasify biomass residues for the generation of gas streams with the potential for generation of energy. Fil: García Peña, Lina Vanesa. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina.

2023-08-01T00:00:00Z Pipino, Hugo Antonio https://hdl.handle.net/11185/7171 2023-07-03T13:17:08Z 2023-06-09T00:00:00Z

Control predictivo basado en modelo con desigualdades matriciales aplicado a la industria de procesos Pipino, Hugo Antonio Los sistemas industriales modernos, basados en proveer una mejor calidad y uniformidad de sus productos aprovechando mejor los recursos disponibles y favoreciendo el cuidado del medioambiente, incorporan sistemas de control cada vez más complejos. La industria de procesos químicos tiene un gran y continuo desarrollo que ha sido acompañado de avances en problemas de computación, control y optimización. Entre ellos, las técnicas de control avanzadas se fueron estableciendo para mejorar el desempeño y garantizar la estabilidad del sistema controlado. En consecuencia, los controladores basados en problemas de optimización se implementan en una amplia gama de aplicaciones industriales. Los mismos toman en cuenta los objetivos requeridos e incorporan las restricciones operativas del sistema. Así, el control predictivo basado en modelos utiliza un modelo de predicción para obtener las respuestas futuras y aplicar aquella que mejor satisfaga los objetivos propuestos. Por lo tanto, para diseñar estos esquemas de control, se deben tener en cuenta varios aspectos, los objetivos requeridos, el modelo de la planta, las restricciones impuestas, la ley de control, el tamaño del horizonte de predicción, entre otros. Tomando en cuenta estos aspectos, esta tesis aborda el diseño, desarrollo y evaluación de estrategias de control predictivo basado en modelos aplicado a procesos típicos de la industria de procesos, que aseguren estabilidad del sistema controlado, cumplimiento de las restricciones y que contemplen incertidumbre en el modelo de predicción, ya sea por las que surgen de la naturaleza no lineal del sistema o porque no se conocen con exactitud los parámetros del modelo.; Modern industrial systems, based on providing better quality and uniformity of their products while making better use of available resources and favoring care for the environment, incorporate increasingly complex control systems. In particular, the chemical process industry has a significant development, accompanied by advances in computing, control and optimization problems. Among these advances, advanced control techniques have been established to improve the performance and ensure the stability of the controlled system. Consequently, optimization-based controllers are implemented in a wide range of industrial applications. Optimal or optimizing controllers take into account, through a functional, the required objectives and incorporate the system operating constraints. In this sense, model-based predictive control uses a mathematical prediction model to predict future system responses and to apply the control strategy that best satisfies the desired objectives. Therefore, to design these control schemes, several aspects must be considered, including the required objectives, process model for prediction, imposed constraints, control law, length of the prediction horizon, among others. On the basis of the aspects mentioned above, this thesis focuses on the design, development and evaluation of model-based predictive control strategies applied to typical industrial processes. The proposed techniques aim to ensure the stability of the controlled system, compliance with operating constraints, and contemplate uncertainty in the prediction model. Uncertainty can be arise from the non-linear nature of the system or due to the lack of exact knowledge of the model parameters. Fil: Pipino, Hugo Antonio. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina.

2023-06-09T00:00:00Z Romero, Sandra Zulema https://hdl.handle.net/11185/7096 2023-04-11T13:26:18Z 2023-03-21T00:00:00Z

Producción de bioparafinas a partir de aceite de soja Romero, Sandra Zulema En los últimos años se han dedicado esfuerzos al desarrollo de nuevos materiales que permitan la sustitución de productos de origen mineral a partir de fuentes renovables. Las parafinas pueden reemplazarse por aceites vegetales (parcialmente) hidrogenados e interesterificados. El proceso de interesterificación consiste en el intercambio posicional de los ácidos grasos en los triglicéridos (TAG), lo cual modifica las propiedades fisicoquímicas de los materiales. Se investigó la interesterificación química (IQ) y enzimática (IE) de mezclas de aceite de soja total y parcialmente hidrogenado, empleando como catalizadores metóxido de sodio y una lipasa comercial soportada, respectivamente. Los materiales se caracterizaron por cromatografía gaseosa, calorimetría diferencial de barrido, difracción de rayos X, microscopía de luz polarizada y mediante un test de penetración. Ambas interesterificaciones producen una disminución de TAG trisaturados y triinsaturados, un aumento de TAG intermedios. La IQ produce mayor cantidad de subproductos, esto lleva a que presenten menores temperaturas de fusión y cristalización. Ambas reacciones generan agregados cristalinos más pequeños que las mezclas iniciales. Estas alteraciones tienen un impacto positivo en la textura de los materiales interesterificados. La composición química y los perfiles de fusión de las bioparafinas se correlacionaron mediante mínimos cuadrados parciales no lineal. Se aplicó ingeniería inversa para obtener la composición que debería tener una bioparafina para emular el perfil de DSC de una parafina. Los resultados obtenidos son promisorios para obtener procesos que conduzcan a la modificación química de aceite de soja con el fin de obtener bioparafinas que permitan reemplazar a las parafinas minerales comerciales.; In recent years, efforts have been devoted to the development of new materials that allow the substitution of products of mineral origin from renewable sources. Paraffin can be replaced by (partially) hydrogenated and interesterified vegetable oils. The interesterification process consists of the positional exchange of fatty acids in triglycerides (TAG), which modifies the physicochemical properties of the materials. The chemical (CI) and enzymatic (EI) interesterification of fully and partially hydrogenated soybean oil mixtures was investigated, using sodium methoxide and a supported commercial lipase as catalysts, respectively. The materials were characterized by gas chromatography, differential scanning calorimetry, X-ray diffraction, polarized light microscopy and a penetration tests. Both interesterifications produce a decrease in trisaturated and triunsaturated TAG and an increase in intermediate TAG. The CI produces a greater amount of by-products, which leads to lower melting and crystallization temperatures. Both reactions generate smaller crystalline aggregates than the initial mixtures. These modifications have a positive impact on the texture of interesterified materials. The chemical composition and melting profiles of the bioparaffin were correlated by nonlinear partial least squares. Reverse engineering was applied to obtain the composition that a bioparaffin should have to emulate the DSC profile of paraffin. The results are promising to obtain processes that lead to the chemical modification of soybean oil in order to obtain bioparaffin which could replace commercial mineral paraffin. Fil: Romero, Sandra Zulema. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de ingeniería Química; Argentina.

2023-03-21T00:00:00Z