https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/3846 TESIS DE POSGRADO PUBLICADAS POR EL TESE Mon, 27 Apr 2026 16:32:19 GMT 2026-04-27T16:32:19Z https://rinacional.tecnm.mx:443/retrieve/81f23afa-3b9c-49d2-b70b-c185562374f4/30081_Tecnologico_de_Estudios_Superiores_de_Ecatepec.gif https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/3846 https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/10855 Title: Estudio CFD de la hidrodinámica generada por impulsores de alto corte para su aplicación en procesos de polimerización Authors: Parra Reyes, Jose Alfredo Description: En la industria de procesos, como la producción de polímeros y recubrimientos, existe una falta de conocimiento preciso sobre el impacto que tienen las distintas configuraciones de sistemas de agitación mecánica en la eficiencia de la manufactura y la calidad del producto final. La optimización de estos procesos se ve obstaculizada por la complejidad y el alto costo de los análisis experimentales, especialmente en sistemas multifásicos donde fenómenos como la aglomeración de partículas o la mala dispersión de fases generan pérdidas económicas. Las herramientas de simulación mediante Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) surgen como una alternativa efectiva para estudiar la hidrodinámica de estos sistemas, permitiendo analizar variables locales y predecir el comportamiento del reactor de manera más accesible y detallada. Por ello, el objetivo general de esta investigación fue estudiar la hidrodinámica de un tanque agitado equipado con un impulsor de alto corte y bombeo para su aplicación en mezclas multifásicas, como las que se presentan en procesos de polimerización. Para lograrlo, la metodología se basó en el uso del software ANSYS Fluent para realizar simulaciones CFD en 3D. Inicialmente, se comparó el modelo multifásico Euler-Euler (E-E) granular con el modelo Euler-Lagrange (E-L) reportado en la literatura para validar la estrategia de simulación. Posteriormente, se evaluó la hidrodinámica de una turbina Rushton en sistemas líquido-sólido (agua y perlas de poliacrilamida) y líquido-líquido (glicerol-hexano y agua-hexano), empleando el modelo de turbulencia k-ε y el enfoque de Marcos de Referencia Múltiples (MRF). Los resultados numéricos se validaron comparándolos con datos experimentales de tiempos de mezclado, dispersión de fases y evolución de la temperatura. Los resultados mostraron que se validó exitosamente el enfoque de simulación E-E granular, obteniendo un error relativo del 1.55% en el cálculo de la potencia en comparación con datos de la literatura. Los patrones de flujo y las zonas de recirculación, visualizados mediante mapas de Poincaré, también mostraron una alta similitud. Además, el estudio demostró que aumentar la velocidad de agitación (de 360 a 540 RPM) mejora significativamente la dispersión de la fase secundaria, promoviendo una mezcla más homogénea. Las simulaciones de transferencia de calor lograron predecir el comportamiento térmico del sistema con buena concordancia, con errores relativos promedio entre 5.4% y 11.5% frente a los datos experimentales. La principal contribución es la demostración de que el modelo multifásico Euler-Euler granular es una herramienta eficiente y computacionalmente accesible para caracterizar y optimizar la hidrodinámica de estos sistemas de agitación. En conclusión, el estudio CFD permitió analizar y validar la hidrodinámica del tanque agitado, mostrando una concordancia adecuada con los resultados experimentales. El modelo Euler-Euler granular demostró ser una herramienta robusta para predecir patrones de flujo y distribución de energía, confirmando que una correcta selección del impulsor y la velocidad de agitación es fundamental para maximizar la homogeneidad. Para futuros trabajos, se recomienda incorporar modelos reológicos más complejos, ajustar las condiciones de frontera dinámicas y realizar estudios a escala piloto para mejorar la precisión. Sun, 01 Jun 2025 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/10855 2025-06-01T00:00:00Z https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/8388 Title: Estudio de hidrodinámica en una batería de flujo acido-base mediante dinámica computacional de fluidos (CFD): Desarrollo de una metodología para su escalamiento Authors: Morales Gonzalez, Cesar Description: Una excelente opción para el almacenamiento de energía es la batería de flujo ácido-base (ABFB por sus siglas en ingles acid-base flow battery). Esta batería utiliza el proceso de electrodiálisis en membranas internas y su material reactivo consiste en una solución salina (regularmente cloruro de sodio (NaCl) a una concentración de 0.25 a 1 M), dependiendo del tipo y tamaño de celda con la que se trabaja. Además, estos productos son inofensivos para el medio ambiente y para los seres humanos. Sin embargo, se requiere mejorar la eficiencia energética y el rendimiento de estas baterías para poder utilizarlas de manera más efectiva. En este trabajo, se llevó a cabo el modelado utilizando Dinámica Computacional de Fluidos (CFD por sus siglas en inglés Computational Fluid Dynamics) y la simulación de una ABFB a escala de laboratorio de la hidrodinámica de los fluidos de una celda conformada solo por un separador de membrana, con el objetivo de analizar el efecto del diseño de diferentes celdas en la caída de presión. El modelado se realizó en un pequeño dominio de la celda unitaria utilizando las ecuaciones de Brinkman- Forchheimer en un medio poroso con los parámetros que se obtuvieron utilizando las ecuaciones de Navier-Stokes de un flujo laminar, para posteriormente modelar el flujo hidráulico en la celda completa mediante un flujo libre y poroso. Los resultados obtenidos de pérdida de presión mediante CFD mostraron una excelente concordancia con los datos experimentales (ver figura 1), tanto en la celda comercial con área activa de 100 cm2, así como en la de manufactura propia con área activa de 1000 cm2. Estos resultados nos permiten confirmar el escalamiento de diferentes configuraciones de áreas activas de celda utilizando la CFD. Thu, 01 Aug 2024 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/8388 2024-08-01T00:00:00Z https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/8387 Title: Producción de biodiésel a partir de catalizadores heterogéneos Authors: Maldonado Silva, Aurora Description: Se sintetizaron catalizadores heterogéneos soportados en ϒ-alúmina, se impregnaron con 3 distintos porcentajes de plata: 10%, 15% y 20%. Los catalizadores obtenidos se caracterizaron por las técnicas difracción de rayos X, espectrometría infrarrojo y método BET. De la caracterización del soporte por el método BET, se obtuvo una superficie específica de 260 m2/g, tamaño de partícula de 6.35 mm, tamaño de poro de 19 Å, poro mesoporoso de forma cilíndrica. El estudio de RX de los catalizadores presentan picos característicos de la plata en las posiciones angulares de 20° a 80°, se observa que las estructuras cristalinas se incrementan proporcionalmente con el incremento de la concentración de plata. El catalizador con 10% de Ag no presenta varios picos representativos cuando se compara el espectro de los otros catalizadores. Los espectros de IR se realizaron tomando una muestra de referencia solo de la alúmina, este espectro presenta pequeñas bandas de 486 a 426 cm-1 que corresponde a la región de IR, las bandas de los metales en esta zona muestran una intensidad de radiación de 95% para el soporte de -alúmina. Los estudios de IR, muestran que la intensidad de radiación disminuye hasta 55 % con el aumento en la cantidad de metal en todos los casos. Se estudió la actividad de los catalizadores empleando la reacción de transesterificación para probar su desempeño. Los experimentos se realizaron empleando aceite de coco y metanol absoluto, bajo las siguientes condiciones: relación molar metanol/aceite 12:1; temperaturas de reacción de 45°C, 50°C y 60°C. Se estudió el efecto de la cantidad de catalizador en la reacción, para esto se emplearon diferentes cantidades de 2, 4, 6, 8, 10, 12 y 14% en peso con respecto al peso del aceite. El tiempo de reacción se estableció de 3 horas. De los resultados obtenidos de la reacción de transesterificación se determinó que las mejores condiciones para producir biodiésel fueron utilizando 10% del catalizador 1 a 45 °C y 3 horas de reacción, obteniendo una conversión del 100%. El catalizador 3 fue el más inestable porque hubo variación en la conversión, teniendo la conversión mínima de 76.66% utilizando la cantidad de 2% en peso, está fue la conversión más baja en todos los experimentos. Se estudio la cinética de reacción utilizando el 10% de catalizador 1, respecto a la cantidad de aceite utilizado, utilizando una relación molar de metanol/aceite 12:1, las temperaturas de reacción fueron de 45, 50 y 60 °C. Para realizar la cinética se consideraron los siguientes tiempos de reacción: 30, 60, 90, 120, 150 y 180 min. La reacción alcanzó una conversión máxima de 96.67% en un tiempo de 3 horas a 50 y 60 °C. El aceite y el biodiésel producido fueron caracterizados de acuerdo con los siguientes parámetros: índice de refracción, densidad, viscosidad, índice de saponificación, índice de yodo, índice de acidez y punto de nube, conforme a lo establecido por las Normas Nacionales e Internacionales. Thu, 01 Aug 2024 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/8387 2024-08-01T00:00:00Z https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/8166 Title: Desarrollo y evaluación de un inhibidor de corrosión de extractos naturales de residuos sólidos orgánicos Authors: Vicencio Reyes, Juan Carlos Description: En este trabajo de investigación se analizaron alternativas de inhibidores de la corrosión amigables con el medio ambiente y de bajo costo para el control de la corrosión, debido a que los inhibidores convencionales presentes en el mercado pueden ser demasiado costosos y peligrosos para los seres vivos debido a su alta toxicidad. Por ello, se desarrollaron inhibidores verdes de la corrosión a partir de extractos de cáscara de cítricos (naranja, toronja) con distintos disolventes eutécticos profundos (DES) que están conformados por cloruro de colina etilenglicol (Ethaline) y cloruro de colina-urea (Reline). Los extractos se realizaron con una relación de 5:3 volumen- peso, en agitación constante durante 24 horas. La evaluación del efecto inhibitorio se realizó en un acero AISI - SAE 1045 con medios corrosivos de 5% wt NaCl y 1M H2SO4. La evaluación de los inhibidores se realizó mediante pruebas electroquímicas: espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) y resistencia a la polarización lineal (LPR). Los resultados más relevantes, los inhibidores fueron más efectivos en medio de H2SO4 alcanzando una eficiencia de inhibición (EI) superior del 80 % con cantidades máximas de 2000 µL. En particular los inhibidores de cáscaras de naranja + DES (Ethaline, Reline) evaluados en medio NaCl; se logró obtener EI superiores del 85%. Sin embargó, los inhibidores de cáscaras de toronja + DES no presentaron un efecto positivo. Se evaluó en el tiempo los inhibidores de cáscaras de naranja con Ethaline a los 800 µL y cáscaras naranjas con Reline a los 700 µL, obteniendo eficiencias máximas de inhibición superiores al 60% durante 180 hrs, siendo los inhibidores más estables en un medio NaCl. Wed, 01 May 2024 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/8166 2024-05-01T00:00:00Z