Metodología per a la millora en l’aprofitament i gestió de l’aigua en una planta química. Aplicació a un cas real

La necessitat de diagnosticar l’aprofitament de l’aigua en una empresa química del Vallès, amb les mires posades a reduir-ne el consum i adequar la seva qualitat a cada ús han motivat aquest projecte. Per a la seva execució, l’autor ha estat treballant durant vuit mesos en el marc d’un Conveni de Cooperació Educativa a l’empresa. Per facilitar l’etapa del diagnòstic del cas real s’han adaptat estratègies de millora continua en el camp d’estalvi d’aigua existents ([6], [11]) per elaborar una metodologia que faciliti la detecció de punts conflictius en la utilització d’aigua, des dels punts de vista quantitatius i qualitatius, i solucionar-los sense descuidar els aspectes legals, mediambientals i econòmics que rodegen el problema. Es proposa fer una etapa de reconeixement de l’estat inicial, una etapa d’anàlisi i elaboració del diagnòstic on es recullin els punts conflictius i una etapa d’elaboració i avaluació de propostes de millora. Posteriorment s’apliquen aquestes pautes al cas particular d’estudi, elaborant un primer diagnòstic dels problemes d’aprofitament d’aigua a la fàbrica. Es detecten problemes en quant a consums excessius d’aigua i inadequació de la seva qualitat pels usos que se’n fa. Destaquen el baix percentatge que representen els condensats en l’aigua d’alimentació a les calderes, el seguiment d’un criteri de qualitat de l’aigua per a calderes massa estricte que comporta purgues excessives i l’existència de grups de buit d’anell líquid on el circuit d’aigua de refrigeració no es troba tancat. Es realitzen seguiments per tal de caracteritzar aquests problemes i per poder disposar d’informació per elaborar les propostes de millora. En el projecte també s’aborden els problemes que dificulten la diagnosi de la xarxa d’aigua, com són l’existència de comptadors en mal estat, la manca de comptadors a determinats punts de la xarxa que impedeix conèixer certs consums o la manca d’informació per poder contrastar certs consums a la fàbrica. La solució d’aquests problemes hauria de permetre elaborar un diagnòstic més profund en futurs projectes, en els quals es podria donar un pas més i plantejar estudis en la línia de reaprofitament i d’optimització dels consums

A Computational approach to the synthesis of chiral sulfoxides

Consultable des del TDXTítol obtingut de la portada digitalitzadaLa síntesi de sulfòxids quirals ha estat investigada teòricament considerant dos dels mètodes més avançats: l'oxidació asimètrica de sulfurs amb peròxid d'hidrogen catalitzada per vanadi i el mètode DAG. El mecanisme d'aquestes reaccions va ser explorat a nivell DFT (teoria del funcional de la densitat) en sistemes models. L'origen de l'enantioselectivitat en els sistemes reals va ser investigat emprant mètodes híbrids QM/MM (mecànica quàntica/mecànica molecular). L'estudi DFT sobre la sulfoxidació asimètrica catalitzada per vanadi va revelar que aquest procés segueix un mecanisme de transferencia directa d'oxigen en que el substrat s'oxida en una única etapa concertada. El catalitzador és un complex de vanadi(+V) en que l'oxidant es coordina al metall en mode hidroperoxo. Aquest complex catalitza el procés d'oxidació reduint la barrera energètica de 40.4 a 26.7 kcal/mol. L'estudi QM/MM del sistema real va demostrar que existiexen dos diastereòmers del catalitzador, etiquetats com a A i B, que catalitzen l'oxidació induint enantioselectivitats oposades. La coexistencia d'A i B en solució va permetre racionalitzar l'influència de l'estructura del lligand quiral sobre l'enantioselectivitat. L'estudi DFT del mètode DAG va revelar que la resolució cinètica dinàmica implicada en aquesta reacció segueix un mecanisme d'addició/eliminació. L'etapa clau és l'addició en que l'alcohol reacciona directament amb el clorur de sulfinil. Aquest procés implica un transferència d'hidrogen que és assistida per una base. La trimetilamina redueix la barrera d'aquest procés desde 26.8 a 12.2 kcal/mol. La base també catalitza la racemització del clorur de sulfinil reduint la barrera de la seva inversió piramidal desde 63.4 a 22.3 kcal/mol. La subsititució inicial del clor per la base va ser descartada. L'estudi QM/MM del sistem real confirmà que l'enantioselectivitat d'aquest procés es pot invertir amb facilitat emprant diferents bases no quirals, com la piridina o la colidina, tal com va ser observat experimentalment. El nostre estudi revelà que el paper estèric de la base és fonamental quan la piridina es canvia per colidina. Aquest canvi de base implica una inversió de la distribució quiral del volum estèric al voltant del sofre que provoca el canvi en el sentit de l'enantioselectivitat.The synthesis of chiral sulfoxides has been theoretically investigated considering two of the most advanced methods: the vanadium-catalyzed asymmetric oxidation of sulfides with hydrogen peroxide and the DAG method. The mechanism of these reactions was explored at a DFT (Density Functional Theory) level on model systems. The origin of enantioselectivity in the real systems was explored applying hybrid QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) methods. The DFT study on the vanadium-catalyzed asymmetric sulfoxidation revealed that this process follows a direct oxygen transfer mechanism in which the substrate is oxidized in a single concerted step. The catalyst is a oxo complex of vanadium(+V) with the oxidant coordinated to the metal as a hydroperoxo ligand. This complex catalyzes the oxidation process reducing the energy barrier from 40.4 to 26.7 kcal/mol. The QM/MM study on the real system showed that there are two possible diastereomers of the catalyst, labeled as A and B, that catalyze the oxidation inducing opposite enantioselectivities. The coexistence of A and B in solution explains the influence of the chiral ligand structure upon enantioselectivity. The DFT study on the DAG method revealed that the dynamic kinetic resolution involved in this transformation follows an addition/elimination mechanism. The key step is the addition in which the alcohol reacts directly with the sulfinyl chloride. This process implies a hydrogen transfer assisted by the base. Triethylamine reduces the barrier of this process from 26.8 to 12.2 kcal/mol. The base also catalyzes the racemization of the sulfinyl chloride reducing the barrier of its pyramidal inversion from 63.4 to 22.3 kcal/mol. The substitution of chlorine by the base was discarded. The QM/MM study of the real system confirmed that the enantioselectivity of this reaction can be easily reversed using different non chiral bases, like pyridine or collidine, as experimentally observed. Our study showed that the steric role of the base becomes critical when pyridine is replaced by collidine. This modification of the base implies an inversion of the chiral distribution of steric bulk around sufur that induces the reversal of enantioselectivity

Metodología per a la millora en l’aprofitament i gestió de l’aigua en una planta química. Aplicació a un cas real

La necessitat de diagnosticar l’aprofitament de l’aigua en una empresa química del Vallès, amb les mires posades a reduir-ne el consum i adequar la seva qualitat a cada ús han motivat aquest projecte. Per a la seva execució, l’autor ha estat treballant durant vuit mesos en el marc d’un Conveni de Cooperació Educativa a l’empresa. Per facilitar l’etapa del diagnòstic del cas real s’han adaptat estratègies de millora continua en el camp d’estalvi d’aigua existents ([6], [11]) per elaborar una metodologia que faciliti la detecció de punts conflictius en la utilització d’aigua, des dels punts de vista quantitatius i qualitatius, i solucionar-los sense descuidar els aspectes legals, mediambientals i econòmics que rodegen el problema. Es proposa fer una etapa de reconeixement de l’estat inicial, una etapa d’anàlisi i elaboració del diagnòstic on es recullin els punts conflictius i una etapa d’elaboració i avaluació de propostes de millora. Posteriorment s’apliquen aquestes pautes al cas particular d’estudi, elaborant un primer diagnòstic dels problemes d’aprofitament d’aigua a la fàbrica. Es detecten problemes en quant a consums excessius d’aigua i inadequació de la seva qualitat pels usos que se’n fa. Destaquen el baix percentatge que representen els condensats en l’aigua d’alimentació a les calderes, el seguiment d’un criteri de qualitat de l’aigua per a calderes massa estricte que comporta purgues excessives i l’existència de grups de buit d’anell líquid on el circuit d’aigua de refrigeració no es troba tancat. Es realitzen seguiments per tal de caracteritzar aquests problemes i per poder disposar d’informació per elaborar les propostes de millora. En el projecte també s’aborden els problemes que dificulten la diagnosi de la xarxa d’aigua, com són l’existència de comptadors en mal estat, la manca de comptadors a determinats punts de la xarxa que impedeix conèixer certs consums o la manca d’informació per poder contrastar certs consums a la fàbrica. La solució d’aquests problemes hauria de permetre elaborar un diagnòstic més profund en futurs projectes, en els quals es podria donar un pas més i plantejar estudis en la línia de reaprofitament i d’optimització dels consums

Interleaving and switching pattern modulation to conducted EMI reduction

This paper explores new techniques to reduce the conducted EMI generated by switched power converters operating in multiconverter arrangement. These techniques are based in the combined application of interleaving and the modulation of some characteristics of the switching patterns. The effectiveness of such methods in terms of EMI reduction is theoreticaly developed and experimentally validated in a four channel parallel buck converter operating in closed loop. The technique that provides the best attenuation results is identified. Finally, undesired sideeffects produced by these techniques, such as an increase in the output voltage ripple, are evaluated.Peer ReviewedPostprint (published version

Technical note:The persistence of microbial-specific DNA sequences through gastric digestion in lambs and its potential use as microbial markers

Two groups of 5 lambs were euthanized at the weaning (T45) and fattening stages (T90) to evaluate the use of microbial ribosomal DNA (rDNA) sequences as potential microbial markers in relation to purine bases (PB) as a conventional marker. Both microbial markers originated similar microbial N concentrations (mg/g of DM), although T45 showed decreased values compared with the T90 group when either PB or rDNA were considered (P = 0.02). The survival of microbial rDNA was determined in 3 digestive sites (omasum, abomasum, and duodenum), but no substantial differences were observed, indicating that rDNA maintains the molecular stability along the sampling sites analyzed. Contrarily PB concentration increased successively along the digestive tract (P < 0.05), likely as a consequence of the endogenous PB secretion. Undegraded milk PB may also explain the overestimation of the microbial N concentration (2.8 times greater) using PB than rDNA sequences. Abomasum was the sampling site where the best agreement between PB and rDNA estimations was observed. Protozoal N concentration was irrelevant in T45 animals, although substantial in T90 lambs (18% of microbial N). In conclusion, bacterial 16S and protozoal 18S rDNA sequences may persist through the gastric digestive tract and their utilization as a highly specific microbial marker should not be neglected.This study was supported by a FPU grant from the Education and Science Spanish Ministry (project: AGL 2004-02910/GAN) and by a University of Zaragoza project (UZ2008-BIO-04)

Implementation of a Hybrid Educational Program between the Model of Personal and Social Responsibility (TPSR) and the Teaching Games for Understanding (TGfU) in Physical Education and Its Effects on Health: An Approach Based on Mixed Methods

The present study investigates the effect of an educational program hybridized between the Model of Personal and Social Responsibility (TPSR) and the Teaching Games for Understanding (TGfU) in physical education classes on the health and psychosocial variables of students, as well as knowing the advantages and disadvantages of its implementation by teachers. The applied program lasted 11 weeks in two Secondary Education centers with a total of four teachers (two in the experimental group and two in the control group) and 99 students (55 from the control group and 44 from the experimental group). We use research methodology Mixed Methods with a quasi-experimental design, where students completed a questionnaire before and after the educational program and teachers were interviewed at the end of the intervention. The results of the questionnaires indicate significant improvements in the experimental group over time in terms of the intention to be physically active, as well as in autonomous motivation, the self-determination index, the index of psychological mediators, personal and social responsibility, and enjoyment. Moreover, the interviews show positive opinions regarding the organizational capacity of the session using this methodology and the interest of teachers in continuing to apply it in the future, as well as the need for initial and ongoing training for proper implementation. In conclusion, the hybridization between the TPSR and TGfU model is presented as an effective alternative to be applied in the educational context with the aim of improving young peoples’ intention to be physically active and psychological variables, such as motivation, responsibility, and enjoyment, in physical education classes

Contribution to conducted EMI reduction in multiconverter topology

This paper contributes to the conducted EMI reduction generated by switched power converters operating in multiconverter arrangement. The EMI reduction is achieved by means of the combination of two techniques: interleaving and switching frequency modulation. The effectiveness of such methods in terms of EMI reduction is experimentally validated in a four channel parallel buck converter. The technique that provides the best attenuation results is identified. Finally, special attention has been paid to possible undesired side-effects produced by these techniques. For this reason the converter efficiency and output voltage ripple are evaluated.Peer ReviewedPreprin