Tesis de Doctorado

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Análisis ab initio de la adsorción del ácido acetilsalicílico por fullerenos de nitruro de boro (BxNy, X+Y=28)
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-01) Flores Bautista, María Corazón; FLORES BAUTISTA, MARIA CORAZON; 672968; CHIGO ANOTA, ERNESTO; 122218
"Existen nanomateriales con aplicaciones médicas, como el nitruro de boro que posee propiedades químicas y físicas que permiten su aplicación como transportadores en la administración de fármacos. Ahora bien, la aspirina cuyo principio activo es el ácido acetilsalicílico (AAS), es un antiinflamatorio no esteroideo, antipirético y analgésico. Recientemente se propone que el uso regular de AAS puede disminuir el riesgo de padecer algunos tipos de cáncer. La administración del AAS mediante nanovehículos permite disminuir los efectos secundarios originados por la administración del fármaco. Por lo que en este trabajo se desarrollaron cálculos basados en la teoría del funcional de densidad (DFT), mediante el funcional HSEh1PBE y el conjunto de base 6-311g(d,p) para describir las propiedades electrónicas y estructurales de los complejos conformados por el AAS con los nanomateriales de nitruro de boro tipo fullereno (B7N21, B9N19, B15N13 y B17N11). Las caracterizaciones de las propiedades de los sistemas a modelar se abordarán mediante el cálculo de sus descriptores cuánticos globales. Los resultados del análisis (fase gas) indican que la energía de adsorción del AAS sobre el B9N19 y B15N13 se encuentran en el intervalo de la fisisorción (Ead = -0.49 y -0.43 eV) limitando sus funciones como nanovehículo".
Análisis del efecto de freído sobre la retención de compuestos antioxidantes en productos vegetales pretratados por deshidratación osmótica
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2023-06) Aguirre García, Mariana; AGUIRRE GARCIA, MARIANA; 704099; RUIZ LOPEZ, IRVING ISRAEL; 102420; OCHOA VELASCO, CARLOS ENRIQUE; 175206
“En el presente trabajo se estudió el proceso de transferencia de masa durante des- hidratación osmótica/impregnación en matrices vegetales (papaya y piña) haciendo uso de soluciones de sacarosa y extracto de Jamaica/sacarosa. En la primera etapa se realizó la caracterización fisicoquímica (pH, SST, ATT, índice de madurez y color). compuestos fenólicos totales, antocianinas y capacidad antioxidante de las materias primas. La segunda etapa se enfocó en el proceso de deshi- dratación osmótica donde se obtuvieron las cinéticas de pérdida de agua y ganancia de sólidos de cubos de papaya con solución de sacarosa (20°Bx; 45-65°C), las cuales se modelaron con un nuevo modelo desarrollado que considera el transporte de masa de agua y solutos acoplados y el encogimiento del producto para su solución. En la tercera etapa se llevó a cabo el proceso de impregnación de compuestos bioactivos en cubos de papaya y secciones de cilindro anular de piña con solución de extracto de Jamaica-sacarosa (SEJS) a 20 y 30°Bx respectivamente a tres temperaturas (45, 55 y 65°C), donde se obtuvieron las cinéticas experimentales de los compuestos bioactivos y capacidad antioxidante que posteriormente fueron modelados. En la cuarta etapa se evaluo el efecto del frido sobre la retención de bioactivos”.
Análisis del transporte de masa y calor durante la deshidratación de sólidos con geometrías derivadas de sistemas coordenados ortogonales
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2021-02) Estévez Sánchez, Karen Hariantty; ESTEVEZ SANCHEZ, KAREN HARIANTTY; 633575; RUIZ LOPEZ, IRVING ISRAEL; 102420; SAMPIERI CRODA, ALVARO; 201098
“En este proyecto se analiza el transporte de masa y calor en procesos de deshidratación de sólidos con la finalidad de desarrollar y validar metodologías analítico-numéricas para mejorar la estimación de las propiedades de transporte de masa usando geometrías derivadas de sistemas coordenados ortogonales. Inicialmente se desarrolló un método simple para estimar difusividades considerando el encogimiento del sólido con transporte de masa unidimensional. En la segunda etapa de este estudio, se usó el método de registro de conjuntos de puntos como un enfoque novedoso para generar geometrías de sólidos con forma compleja durante la modelación de procesos de deshidratación. En la tercera etapa, se generalizó el método de pendientes para permitir la estimación de coeficientes de difusión variables en sólidos no regulares que presentan encogimiento, en ausencia de una solución analítica a la ecuación de transporte de masa. Finalmente, se analizó el efecto de varias consideraciones de modelación en la estimación de coeficientes de difusión durante el proceso de secado. La teoría se validó con el análisis de datos de deshidratación de cilindros de yuca (secado convectivo) y de píleos de champiñón (secado convectivo y deshidratación osmótica), incluyendo su evolución morfométrica por análisis de imagen. Los resultados indicaron que no considerar el encogimiento del sólido lleva a la sobreestimación.”
Aplicación de redes neuronales artificiales para la predicción del diámetro y morfología de fibras poliméricas empleando un inyector simple
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-06-03) Cuahuizo Huitzil, Guadalupe; CUAHUIZO HUITZIL, GUADALUPE; 781460; SANTACRUZ VAZQUEZ, VERONICA; 70091; SANTACRUZ VAZQUEZ, CLAUDIA; 70094
"Las RNA son un modelo computacional inspirado en la estructura y el funcionamiento del sistema nervioso biológico, específicamente en la manera en que las neuronas en el cerebro humano procesan información. En la presente investigación se plantea el uso de las RNA para la predicción de la morfología de los velos electrohilados y el diámetro de sus fibras, debido a que las RNA son aplicadas para resolver problemas complejos y no lineales. Asimismo, se tiene como objetivo desarrollar una RNA capaz de predecir la dimensión fractal y porosidad digital, como descriptores de la morfología de los VE y el diámetro de las fibras, con datos normalizados de alimentación, voltaje, flujo, viscosidad y conductividad de las soluciones PVA, PVA/QS, PVA/AV y emulsiones GA/AT, PVA/AO, PVA/AN y PVA/AA".
Caracterización y optimización de la obtención de aceite esencial de plantas mexicanas endémicas
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2023-06) BOTELLO OJEDA, ANETTE GISELA; BOTELLO OJEDA, ANETTE GISELA; 41046; CONDE HERNANDEZ, LILIA ALEJANDRA; 204076
“Clinopodium mexicanum, Agastache mexicana subsp. mexicana y Agastache mexicana subsp. xolocotziana son plantas endémicas de México conocidas como toronjil rojo, morado y blanco, respectivamente. Estas plantas son utilizadas con fines ornamentales y/o medicinales en la cultura mexicana. En esta investigación, se utilizó la metodología de superficie de respuesta para optimizar el proceso de extracción del aceite esencial de partes aéreas de Clinopodium mexicanum, de hojas de Agastache mexicana subsp. mexicana y de partes aéreas de Agastache mexicana subsp. xolocotziana. Se obtuvieron los aceites esenciales mediante hidrodestilación asistida por ultrasonido, hidrodestilación salina e hidrodestilación asistida por surfactante, respectivamente. Las variables de respuesta evaluadas fueron la masa de aceite esencial obtenido por masa de materia prima seca y la actividad antioxidante expresada por el valor IC50, determinada por los métodos ABTS y DPPH. Se comparó la actividad antioxidante de los aceites esenciales obtenidos con tres antioxidantes sintéticos considerados estándar (BHT, trolox y ácido ascórbico), se analizó la composición química mediante GC-MS (cromatografía de gases – espectrometría de masas) y se evaluó la toxicidad mediante el modelo de Artemia salina. Los resultados muestran que los aceites esenciales presentan una moderada actividad antioxidante, lo que sugiere una potencial aplicación en la industria alimentaria y/o cosmética".
Crecimiento de películas de Znal-ldh nanoestructuradas por la ruta hidrotermal: efecto de los parámetros de síntesis
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2022-12) Pedraza Chan, Maria Sebastiana; PEDRAZA CHAN, MARIA SEBASTIANA; 165546; RUIZ LOPEZ, IRVING ISRAEL; 102420
"El presente trabajo concierne a la síntesis hidrotermal de películas de compuestos hidróxido doble laminar (LDH, por sus siglas en inglés) inmovilizadas en un soporte de Al anodizado comercial. El efecto de la concentración de precursores y temperatura de reacción en su morfología, propiedades estructurales, vibracionales y optoelectrónicas fue estudiado empleando diferentes técnicas de caracterización. Asimismo, se analizó la estabilidad térmica de los materiales obtenidos y su microestructura al ser calcinadas a diferentes temperaturas en atmosfera de aire".
Decorado de TiO2 con nanopartículas esféricas de Au y Ag, y su aplicación en fotocatálisis
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2022-06) Rivas Moreno, Frida Karem; RIVAS MORENO, FRIDA KAREM; 505959; TEPALE OCHOA, NANCY; 40070; GONZALEZ CORONEL, VALERIA JORDANA; 44595
"Los materiales semiconductores han cobrado importancia en el área de remediación ambiental debido a su capacidad de generar portadores de carga al incidir sobre esta cierta radiación. La fotocatálisis heterogénea es un proceso de oxidación avanzada (POA) que ha despertado interés, puesto que la luz solar puede ser utilizada como energía de activación de ciertos semiconductores (fotocatalizadores), lo que conduce a una disminución en los costos de operación. En el presente trabajo se realizó la preparación de un fotocatalizador, tomando como base el TiO2, y para aumentar sus propiedades fotocatalíticas, éste se decoró con nanopartículas de Au y Ag, que se sintetizaron mediante un método simple de un sólo paso. Finalmente, se evaluó su acción en la degradación fotocatalítica del colorante azul de metileno (AM)".
Efecto de la temperatura sobre el proceso de adsorción y desorción de inhibidores de corrosión del acero grado API X60 en medio ácido
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-03) Gómez Sánchez, Giselle Guadalupe; Gómez Sánchez, Giselle Guadalupe; 0000-0002-5119-5501; Olivares Xomet, Crescencio Octavio; 0000-0003-0525-6155; Arellanes Lozada, Paulina; 0000-0003-0918-5008
"En el presente trabajo se abordó la evaluación de seis poli(líquidos iónicos) (PLIs) con heteroátomos (acrilamida y/o acrilatos) y anillos heterocíclicos (imidazolato, imidazolio, pirrolidona y/o caprolactama) para inhibir la corrosión ácida (H2SO4 1 M) del acero API X60, en función de la concentración de inhibidor y temperatura del entorno corrosivo, mediante técnicas electroquímicas de LPR, PDP y EIS, soportado con análisis superficial de SEM – EDS y XPS. De acuerdo con los resultados electroquímicos, los desplazamientos de potencial indicaron que los PLIs se comportaron como inhibidores de corrosión tipo mixto, es decir, ralentizaron las reacciones de disolución y evolución de hidrógeno. El acero API X60 en presencia de los PLIs presentó valores más bajos de densidad de corriente y una mayor resistencia a la polarización y a la transferencia de carga aun con el incremento de la temperatura de 298 a 328 K; donde los mejores resultados fueron observados a 175 ppm y 298 K con eficiencias de 77 a 82% debido a la presencia y una mayor contribución de los bloques poliméricos de acrilamida, imidazolato, imidazolio y pirrolidona de los PLIs R188 y APVIMs".
Estudio de la actividad fotocatalítica de los galatos (MGa2O4; M=Zn y Mg) obtenidos a partir de arcillas tipo-hidrotalcita
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2023-12) Téllez Flores, Dalia; TELLEZ FLORES, DALIA; 621556; Sánchez Cantú, Manuel; 43395
"En este trabajo se obtuvieron los materiales tipo-espinela ZnGa2O4 y MgGa2O4 a través de la ruta de coprecipitación variando el pH de síntesis en el intervalo de 6 a 12. Con el fin de determinar la influencia del pH sobre propiedades estructurales, texturales y ópticas de ambos sistemas, se realizó la caracterización por difracción de rayos X, adsorción-desorción de N2 y espectroscopía de reflectancia difusa. Los resultados indicaron que el pH de síntesis influyó en la formación de las fases cristalinas ZnGa2O4, HDL Zn-Ga y ZnO. En el caso de los materiales Mg-Ga se observó un comportamiento similar ya que a pH 10 y 12, se obtuvo HDL Mg-Ga como fase predominante; mientras que a pH 8 y 6 se observó la formación de una mezcla de fases siendo la espinela la fase cristalina que se obtuvo en mayor proporción. Un punto a recalcar dentro de la novedad de este trabajo fue la obtención de materiales tipo espinela a temperatura ambiente y a tiempos cortos de reacción. En este sentido, se propuso un mecanismo de reacción el cual contempló tanto la información obtenida por DRX y aquella concerniente a las distintas especies químicas presentes en los diferentes valores de pH".
Estudio electroquímico y computacional de Poli (Líquidos Iónicos) como inhibidores de corrosión para el acero API 5L X52 en medio ácido y en régimen laminar
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-03) Díaz Jiménez, Víctor Miguel de Jesús; Olivares Xometl, Crescencio Octavio; 0000-0003-0525-6155; Chigo Anota, Ernesto; 0000-0001-6037-7123
"Se realizaron pruebas electroquímicas, análisis superficial y computacional para evaluar la eficiencia de inhibición a la corrosión de cuatro Poli (Líquidos Iónicos) (PLI’s) y dos Líquidos Iónicos (LI’s). El sustrato metálico fue acero API 5L X52, evaluado en condiciones estacionarias primeramente en solución de HCl 1.0 M, y luego en H2SO4 1.0 M. Posteriormente se realizó el estudio en condiciones de flujo para régimen laminar, transitorio y turbulento en el mismo medio. En primera instancia, el incremento de la concentración de inhibidor de corrosión (IC) favoreció la eficiencia de inhibición (EI) de todos los compuestos en ambos medios corrosivos para las pruebas de Resistencia a la Polarización (RP), Polarización Potenciodinámica (PDP) y Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS); sin embargo, los resultados demuestran mayor comportamiento inhibidor de la corrosión por parte de los LI’s en H2SO4 en comparación con los PLI’s. En el caso de los PLI’s, las EI’s reportadas fueron inferiores a 20% en HCl 1 M, en cambio, el LI [Geminid] reportó EI’s menores en comparación con el [DDMS+I -], asociado a la preferencia de la adsorción del en comparación con [Cl-] y [SO4 2-]. Por otra parte, el incremento del NRE para el [DDMS+I disminuye moderadamente su EI".
Evaluación del efecto del ultrasonido de alta intensidad sobre el proceso de transferencia de energía durante la congelación por inmersión de matrices alimenticias
(2022-01) Martinez Ramos, Tania; MARTINEZ RAMOS, TANIA; 580569; CORONA JIMENEZ, EDITH; 540276; RUIZ LOPEZ, IRVING ISRAEL; 102420
"La transferencia de calor es un fenómeno presente en diferentes operaciones de procesamiento dentro del área de la Ingeniería Química. Estas operaciones con frecuencia involucran etapas de calentamiento o enfriamiento entre fluidos y materiales sólidos, donde la conducción y la convección representan los mecanismos dominantes. Dichas operaciones son aplicables en áreas específicas como lo es el área de los alimentos, en donde existe la necesidad de mejorar la eficiencia de la transferencia de calor en estas operaciones mediante la aplicación de tecnologías novedosas. Los ultrasonidos, los cuales son ondas de presión que ocurren en ciclos repetitivos (20 kHz - 100 kHz), han sido utilizados para mejorar procesos de transferencia de calor a niveles de energía adecuados y debido al efecto que generan de transmisión y cavitación acústica, por lo que sus efectos son principalmente mecánicos (no térmicos) y su uso en procesos a bajas temperaturas resulta interesante. En este sentido, el objetivo de la presente tesis fue evaluar el efecto de la aplicación del ultrasonido de alta intensidad (UAI) sobre el proceso de transferencia de energía y del mecanismo de nucleación durante la congelación por inmersión de diferentes matrices alimenticias, así como su influencia sobre las propiedades fisicoquímicas de éstas".
Formulación de membranas a base de poliimidas y su evaluación en la permeación de CO2 a diferentes condiciones de operación
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2023-06) López Badillo, Maribel; GALICIA AGUILAR, JOSE ALBERTO; 121387; GARCIA CASTRO, MIGUEL ANGEL; 206166
“La tecnología de separación de gases utilizando membranas ha surgido como una alternativa a los procesos de separación convencionales, como la absorción y la destilación criogénica, debido a que presenta ventajas en términos de eficiencia energética y reducción de impacto ambiental. Esta tecnología consume hasta un 90% menos de energía, permitiendo una mayor pureza de los gases obtenidos gracias a su selectividad. En el acondicionamiento de gas natural, es importante retirar las altas concentraciones de CO2 para elevar el poder calórico de este combustible. Para estos fines se han evaluado una gran variedad de polímeros como candidatos potenciales para el desarrollo de membranas para separación de gases con alta eficiencia. Un número considerable de estudios ha identificado los retos de química e ingeniería para lograr membranas con propiedades deseables, con altos rendimientos y productividad. Esta área de oportunidad incluye la implementación de estrategias que eviten la degradación de las estructuras poliméricas por plastificación cuando sean usadas en la permeación de gases altamente condensables, como el CO2, en condiciones de operación rigurosas. Por ello el objetivo es determinar el efecto de la concentración de los grupos carboxílicos sobre la reticulación química en membranas densas a partir de copolímeros para permeación a CO2”.
Investigación In silico de la adsorción de nucleobases del ADN sobre nanohojas magnéticas de nitruro de boro con enlaces homonucleares
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2021-11) Ocotitla Muñoz, Alma Delia; OCOTITLA MUÑOZ, ALMA DELIA; 851782; CHIGO ANOTA, ERNESTO; 122218
"Los sistemas nanoestructurados son atractivos por sus potenciales aplicaciones tecnológicas. El fenómeno de adsorción actualmente tiene relevancia por las posibles aplicaciones en la medicina, se ha predicho teóricamente que las nanoestructuras pueden ser plataformas para el transporte de fármacos, debido a los sitios locales de reactividad, resultado de los defectos o impurezas. Por tal motivo, en esta tesis se estudia la adsorción de las nucleobases (NBs), las conocidas purinas y pirimidinas del ácido desoxirribonucleico (ADN), en las nanohojas hexagonales de nitruro de boro prístina, rica en boro y rica en nitrógeno (hBNNs, hBNNs-rB, hBNNs-rN) respectivamente, en fase gas y en medio acuoso, mediante la simulación molecular (In silico) a nivel de la Teoría del Funcional de la Densidad usando el funcional HSEh1PBE-GGA y el conjunto de base dividida 6-31g (d). Se ha determinado que las NBs se adsorben en las hBNNs-rB y hBNNs-rN sobre los sitios de reactividad localizados en los átomos de boro y nitrógeno a lo largo de los enlaces homonucleares, respectivamente, siendo los grupos funcionales NH y OH de las NBs inducidos hacia los sitios de reactividad, para ambas nanohojas en el rango de la quimisorción y solo con la NB adenina se genera un enlace químico".
Modelación de la transferencia de masa y calor durante el proceso de freído por inmersión considerando el encogimiento y deformación del producto
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2022) Del Rosario Santiago, Jisel; DEL ROSARIO SANTIAGO, JISEL; 633571; RUIZ LOPEZ, IRVING ISRAEL; 102420
"En este proyecto se realizó la modelación del proceso de freído por inmersión para prismas de papa de 9.5mm×9.5mm×80mm a temperaturas de 160, 175 y 190°C. Consta de tres etapas, en la primera parte se desarrolló el modelo para la transferencia de masa y calor de forma simultánea, donde es considerada la composición química del alimento como parte fundamental para determinar las propiedades térmicas, densidad, calor especifico y conductividad térmica. Mediante la simulación se comprobó el comportamiento de las diferentes etapas del proceso. Como segunda etapa se desarrolló un modelo basado en coeficientes globales para describir la absorción simultánea de aceite, la pérdida de agua y los cambios de temperatura que ocurren durante el período posterior al freído de los alimentos. El modelo se ajustó simultáneamente a 24 cinéticas posteriores al freído retomadas de la literatura que describen el contenido de aceite superficial y superficial penetrado, así como las temperaturas superficiales y centrales de los cilindros de papa a seis temperaturas de mantenimiento. Para la última etapa se analiza el efecto de diferentes supuestos de modelado sobre las difusividades estimadas de agua y aceite durante el freído por inmersión".
Simulación computacional de las ecuaciones acopladas de Ginzburg-Landau conservada y Swift-Hohenberg para el procesamiento de materiales poliméricos con porosidad controlada
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2023-08) Martínez Agustín, Fabiola; MARTINEZ AGUSTIN, FABIOLA; 713496; RUBIO ROSAS, EFRAIN; 123665; MORALES SANCHEZ, MARCO ANTONIO; 210107
“Este trabajo plantea un nuevo modelo matemático de una mezcla ternaria de las ecuaciones acopladas de Ginzburg-Landau (G-L) conservada y Swift-Hohenberg (S-H) resueltas en dos (2D) y tres dimensiones (3D) a través de un método implícito pseudoespectral (método numérico de la transformada rápida de Fourier), este modelo es parte fundamental del nuevo método de procesamiento para generar materiales poliméricos porosos con porosidad controlada. Se analiza la dinámica a través de su factor de estructura y ley de crecimiento para estudiar su comportamiento y algunas transiciones de fase poliméricas (o copoliméricas) consideradas de la energía libre de Edwards, así como energía libre de monómeros-solvente y energía libre de estiramiento-solvente cuya dinámica está dada por las ecuaciones de Cahn-Hilliard y Allan-Cahn. Las fases isotrópicas y anisotropías de polímeros, polímeros de bloques y copolímeros dibloque se mezclan de tal manera que estas fases tienen una diversidad morfológica de estructuras clásicas y complejas. Como aplicación de la dinámica del nuevo modelo ternario, cuenta con una diversidad de morfologías que permite obtener materiales poliméricos porosos fabricados mediante una novedosa técnica de impresión 3D: el proceso de diseño matemático y fabricación asistida por impresión 3D (MDP-3DPAM)”.

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