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CARACTERIZACIÓN FENOMENOLÓGICA DEL ENFRIAMIENTO DE CARCASAS DE CERDO
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2001) JAQUES SOLIS, ALONSO VICTOR; Universidad Técnica Federico Santa María. UTFSM. Casa Central; ALMONACID MERINO, SERGIO FELIPE; SIMPSON RIVERA, RICARDO JOSÉ
[Resumen del autor] Este trabajo describe la implementación y validación experimental de un modelo bidimensional para la transferencia de calor y materia en el proceso de enfriamiento de carcasas de cerdo. El modelo fue desarrollado con énfasis en la estimación de la temperatura y humedad superficial de la carcasa. Para ello se dividió la carcasa en cuatro secciones transversales, considerando las secciones más características de esta. Para cada sección se consideran las propiedades termofísicas uniformes y se desprecia el transporte en el eje longitudinal de la carcasa. El modelo desarrollado se basó en las ecuaciones de variación para la transferencia de calor y materia en sólidos. Para el desarrollo del modelo se consideró el coeficiente de transferencia de calor local, definido por la posición longitudinal y considerando la cara interna y externa de la carcasa. El modelo fue resuelto utilizando el método de elementos finitos. El registro de las temperaturas superficiales fue realizado por medio de una cámara termográfica, lo que permitió la medición de las temperaturas de la superficie sin perturbar el fenómeno. Los coeficientes de transferencia de calor estimados variaron con respecto a la posición. Los valores obtenidos variaron de 9 a 33 [W/m2.°G], la variación del error medio, comparando las temperaturas experimentales y simuladas, resultaron en el rango de 0,5 a 3,4 [°G]. El modelo al entregar la humedad y temperatura en la superficie, permite el desarrollo de herramientas para la estimación de riesgo por contaminación microbiana, mediante la implementación conjunta con una cinética de crecimiento microbiano basada en esos parámetros.
DESARROLLO EXPERIMENTAL Y EVALUACIÓN DEL PROYECTO SINERGIA PTMP-SBL: DIRECCIÓN DE PROYECTOS GERENCIA DE EXTRACCIÓN Y LIXIVIACIÓN CODELCO CHUQUICAMATA
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2014) MAGNATA SOTO, LUIS ANTONIO; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; JAQUES SOLIS, ALONSO VICTOR; SALDAÑA SEPÚLVEDA, MARCELO
La Gerencia de Extracción y Lixiviación de CODELCO Chuquicamata se enfrenta al inminente agotamiento de recursos minerales que permiten la continuidad de la Planta de Tratamiento de Minerales en Pilas. Frente a esto hay varios proyectos en cartera que están siendo estudiados. Una de las alternativas está dada por la ventaja de tener una planta para tratar minerales oxidados y otra para los sulfurados en el mismo complejo. En la actualidad, ambas operan en forma independiente y entregan la posibilidad de aumentar el valor del negocio. Creando sinergia entre ambas plantas, mediante el intercambio de solución lixiviante (refino). Por otra parte, existe la posibilidad de mejorar el rendimiento mediante el incremento de la temperatura en la lixiviación de sulfuros. En el actual trabajo de título se realiza la primera etapa del desarrollo experimental para dar base empírica a dicha sinergia. Además de la realización de una evaluación económica que permita decidir acerca de la continuidad del proyecto. El desarrollo experimental contempla la lixiviación columnar de los minerales que pretenden tratarse en PTMP (Quetena, Exótico DMH, ENMS) y del mineral SBL utilizando ambas soluciones lixiviantes (PTMP y SBL). Esto con la finalidad de comparar el comportamiento metalúrgico y la recuperación de cobre bajo la condición base y la proyectada. Además, se analizó la variación de las soluciones al reaccionar con el lecho del mineral. Lo anterior, a través del análisis de cabeza y de cola (CuT, CuS, Fe, CAA) de cada uno de los minerales, y del análisis químico de las soluciones ON y OFF (Cu+2, Fe+2, FeT, Eh, pH, H+). De la misma manera, la lixiviación de mineral sulfurado se realizó calentando el refino, donde se incluyeron las mediciones de temperatura del lecho y de las soluciones ON y OFF. En términos de recuperación de cobre, el mineral SBL aumentó en 15 puntos porcentuales al utilizar el refino PTMP. Mientras que los minerales oxidados no presentan resultados concluyentes. Sin embargo, todos los minerales oxidados, al contrario del mineral SBL, tienden a oxidar la solución e incrementar la razón Férrico/Ferroso, dando el sustento empírico a la realización del proyecto. En cuanto a la lixiviación con temperatura, los resultados muestran una mejora de 25 puntos porcentuales. Lo que entrega una base positiva para seguir realizando este tipo de pruebas. Considerando un incremento de 12 puntos porcentuales se espera un perfil de producción adicional de 18.622 [tCuF/ao]. La inversión para llevarlo a cabo es de 6.7 [MUSD]. La cual contempla la instalación de dos líneas de refino y una estación de bombeo. Es decir, es un proyecto de fácil implementación. Como resultado del análisis financiero, se obtuvo un VAN de 475,4 [MUSD] y un TIR de 1.245%. Lo que indica que este proyecto es rentable y de bajo riesgo, ya que con menos de 0,12 puntos porcentuales de incremento en la recuperación de cobre en SBL, el proyecto recién deja de ser rentable. Finalmente, se recomienda realizar las pruebas a mayor escala, utilizando el mineral ROM, para asegurar los resultados obtenidos y dar inicio al proyecto.
DISEÑO DE MUESTREO PARA OPTIMIZAR EL PROCESO DE CARACTERIZACIÓN DE LA CINÉTICA DE DIFUSIÓN EN MANZANAS
(2016) Arismendi Sánchez, Luisa Del Carmen; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM INGENIERÍA QUíMICA Y AMBIENTAL; JAQUES SOLIS, ALONSO VICTOR; SIMPSON RIVERA, RICARDO JOSE
La deshidratación osmótica es un pre tratamiento que puede ser utilizado en la industria delos alimentos para reducir la actividad de agua de un producto alimentario, con el objetivo deaumentar su vida útil y mantener las características funcionales del alimento. La principaldesventaja de este proceso es el largo tiempo de procesamiento, sin embargo, al acoplar uncampo eléctrico moderado al sistema, se observa una reducción de éste, principalmenteproducto del fenómeno de electroporación.El objetivo de este trabajo es diseñar un sistema de muestreo que optimice el proceso decaracterización de la cinética de difusión en láminas de manzana variedad Granny Smith.La caracterización de la difusión en el proceso de deshidratación osmótica puede sermodelada por la Segunda Ley de Fick, para esto se necesita determinar el perfil deconcentración de un sistema, lo que se logra mediante la realización de experimentos endonde se mide la variación en la concentración en el tiempo.Para cumplir con este objetivo se realizaron experimentos de difusión unidireccional enláminas de manzana de 40 [mm] de diámetro y 7 [mm] de espesor, cuya razónespesor/diámetro permite que sean consideradas como placa plana infinita. Las láminasfueron tratadas con deshidratación osmótica convencional y con campo eléctrico moderadode 9 [V/cm], y en cada caso fueron sumergidas en soluciones hipertónicas de 45°Brix,55°Brix y 65°Brix por un período de 11 horas, respectivamente. En cada experimento semidió la variación de la concentración de sacarosa en las láminas de manzanas en el tiempo yse generó el perfil de concentración de cada experiencia.De las curvas de concentración vs tiempo, se obtuvo el coeficiente de difusión para cadatratamiento. El mayor valor de DEff fue de 3.96x10-10 [m2/s] a 45°Brix y campo eléctricomoderado de 9 [V/cm] y el menor valor fue de 2.57x10-10 [m2/s] para la condición de55°Brix y deshidratación osmótica convencional. Se observó en las condiciones a 55°Brix y65°Brix la formación de una capa superficial en la solución hipertónica que pudo limitar latransferencia de materia, afectando el valor del coeficiente de difusión.Con estos resultados, se generaron las curvas del término Jacobiano F(ti) vs tiempo y selocalizó el sector que entrega mayor información al momento de determinar el coeficiente dedifusión. En la mayoría de los casos los puntos se concentraron entre la hora 1 y la hora 8 detratamiento. En base a la metodología planteada en este trabajo se determinó el coeficientede difusión considerando sólo 7 puntos experimentales optimizados, a una concentración de solución hipertónica de 55°Brix y un campo eléctrico moderado de 6 [V/cm] y se obtuvoque el coeficiente de difusión fue de DEff 2.22x10-10 [m2/s], valor comparable con el caso de55°Brix y 9 [V/cm], pero utilizando solo la mitad de los puntos experimentales.
DISEÑO DE UNA PLANTA SATÉLITE DE REGASIFICACIÓN (PSR) DE GAS NATURAL LICUADO (GNL)
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2013) Norambuena Solís, Felipe Andrés; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Procesos Químicos, Biotecnológicos y Ambientales; JAQUES SOLIS, ALONSO VICTOR; MANDIOLA PEÑA, FRANCISCO
Resumen extenso, ver multimedia o impreso
ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS EN DIFUSIÓN ANÓMALA
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2014) Angel Rodríguez, Francisco Javier; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; JAQUES SOLIS, ALONSO VICTOR
En este trabajo se aborda el problema de la difusión anómala. El término difusión anómala denota los procesos que no son bien representados por la Ley de Fick. En particular, procesos difusivos en los que el desplazamiento cuadrático medio no es proporcional al tiempo, es decir, no se cumple que: x^2=t La difusión anómala se ha reportado en una diversidad de disciplinas, como difusión en bordes de grano [1], difusión de humedad en materiales de construcción [2], absorción de solventes en materiales poliméricos [3], difusión de contaminantes [4], absorción de humedad en grano [5], etc. Una característica de este tipo de procesos es que se necesita más de un parámetro para su descripción, a diferencia de los procesos de difusión fickianos, completamente descritos por un parámetro único, la difusividad, ésta última considerada en algunos casos dependiente de la concentración. La primera parte del documento corresponde a una revisión de las aproximaciones actuales al problema de la difusión anómala, éstas se comparan en su efectividad para modelar algunos casos de estudio. Finalmente se incluye un experimento numérico para ilustrar aspectos adicionales de los métodos estudiados. El primer caso de estudio corresponde a difusión en borde de grano, el segundo a difusión de humedad en ladrillos de arcilla, y el tercero a difusión de humedad en grano, mientras que el experimento numérico corresponde a difusión de orden temporal fraccional en coordenadas cilíndricas
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DE RECUPERACIÓN DE CALOR PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN UNA FUNDICIÓN
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2013) Valle Henríquez, Christian Eduardo Del; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; NÚÑEZ MUÑOZ, PATRICIO; JAQUES SOLIS, ALONSO VICTOR
El siguiente trabajo busca estudiar la utilización de los gases a alta temperatura actualmente no utilizados en los convertidores de la minería del cobre, aprovechando el calor emitido de un Convertidor Teniente (CT) de una fundición de cobre, lo que por el tamao de las fundiciones de concentrado podría representar una generación de vapor cercana a las 40 ton/h de vapor y un potencial de generación eléctrica de 10 MW. Por lo que se propone una metodología para la evaluación del proyecto de recuperación de calor considerando algunos parámetros que comprenden la fundición y el ahorro energético en general. Al instalar una caldera recuperadora de calor permite acondicionar la corriente de gases, aprovechando generar energía eléctrica sin sobredimensionar asi de esta forma los equipos en la línea de gases y la planta de ácido al evitar la dilución del gas que se produce por el aire infiltrado en la campana del CT. El ahorro produce menor tamao de la planta de limpieza de gases, de la planta de tratamiento de efluentes, de los equipos de enfriamiento de licores ácidos y de las torres de enfriamiento de agua. A lo anterior se debe sumar el menor gasto de energía en succionar e impulsar los gases a la planta de ácido, bombeo de licores, tratamiento de agua y mantención de sistemas. Al considerar dentro del estudio la posibilidad de generar energía eléctrica, permitiría por una parte producir electricidad a bajo costo, aprovechando la energía térmica de los gases de proceso descargados por el CT. Además de respaldar la planta en caso de emergencia, interrupción de energía eléctrica del sistema interconectado o potenciales ahorros por la política de multas, evitando sobrepasarse en la potencia requerida en horas punta, el que dependerá de los términos del contrato entre las generadoras y la minera en cuestión. Considerando el panorama del abastecimiento eléctrico, los futuros estudios deben reanalizar proyecciones y escenarios próximos de generación de energía eléctrica en el país, ya que el precio de nudo debe reflejar las tecnologías alternativas de generación como la eventual reaparición de GN argentino/boliviano lo que haría caer el precio, con el consiguiente peligro de no rentar las inversiones, a raíz del nivel de precios de nudo y la estabilidad del mismo Los indicadores económicos del proyecto con la metodología propuesta que considera la venta de créditos de reducción y ahorro por inversión evitada evaluados antes de impuestos presentan un VAN de 11232 kUS$, con una TIR de 28,61%, con un periodo de recuperación de capital de 5 aos e IVAN de 1,42, versus la evaluación tradicional que considera una alta inversión producida por el sobredimensionamiento generando una pérdida antes de impuesto de 17 millones de dólares y una TIR de 1,7%. El proyecto resulta interesante, al considerar la instancia de inversión evitada, la que podría coincidir con una etapa de expansión de la capacidad de fundición o renovación de equipos, lo que desemboca en ahorros de inversión y operación asociados tanto a la fundición misma, como a la Planta de Ácido (PAc) y Planta de Tratamiento Integral de Efluentes (PTIE). Además se torna una alternativa interesante en un ambiente de alto costo del suministro eléctrico, alto precio del cobre y en medio de políticas de expansión de las plantas de concentrado que requieran ser refinadas.
ESTUDIO DE LA DIFUSIÓN ANÓMALA EN BORDE DE GRANO
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2014) MONTOYA ZAMORA, FRANCISCA JAVIERA; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; JAQUES SOLIS, ALONSO VICTOR; PINEDA, FABIOLA
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ESTUDIO DEL EQUILIBRIO QUÍMICO DEL ELECTROLITO DE LA REFINERÍA DE CODELCO DIVISIÓN VENTANAS
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2014) VERA GONZÁLEZ, MARÍA IGNACIA; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; ROJO OLIVARES, ADRIÁN; JAQUES SOLIS, ALONSO VICTOR
En el presente trabajo se estudia el comportamiento de las principales impurezas que afectan la calidad de los cátodos de cobre, producidos en la Refinería Electrolítica de Codelco División Ventanas, las cuales son: calcio (Ca), antimonio (Sb) y bismuto (Bi). Estos elementos se acumulan durante el proceso de electrólisis y dado que poseen baja solubilidad en el electrolito, cuando alcanzan su nivel de saturación producen sólidos que se ocluyen mecánicamente al cátodo. Durante el ao 2013, estudios indican que el Ca se ha encontrado saturado en el electrolito, provocando su depósito en el borde superior de los cátodos comerciales. Estos cátodos son sometidos a lavado químico antes de su comercialización, retrasando la preparación y poniendo en riesgo la entrega oportuna a los clientes. Para evitar esta situación, se propone implementar un proceso de descalcificación por precipitación de Ca a través del enfriamiento del electrolito, con el cual, experimentos realizados muestran que la mantención de éste a 20 [?C] durante 8 horas, produce la remoción de un 54% de Ca. Adicionalmente, con este proceso se remueve 26% de Sb y 42% de Bi. El proceso de descalcificación fue diseado de acuerdo a los equipos disponibles en la Ex Planta de Tratamiento de Electrolito (PTE), con los cuales se puede llegar a procesar 182 [m3/día] de electrolito. Los resultados del balance dinámico realizado, indican que si el electrolito contiene inicialmente 0,70 [g/l] de Ca+2, en 120 días se puede alcanzar una concentración de equilibrio de 0,45 [g/l], nivel al cual ya no existe peligro de contaminación por saturación de Ca. Mediante el estudio económico se determinó que para la implementación del proceso se necesita una inversión cercana a USD 10.000 y que el costo operacional asciende a 37.000 [USD/mes]. Estos resultados indican que el proceso se justifica, considerando que un escenario factible sería perder el premio de cátodo Grado A y solo recibir el premio de cátodo estándar sobre la producción que presenta Ca, lo que significaría una pérdida aproximada de 44.000 [USD/mes]. Por otro lado, se identifica al Sb como el principal contribuyente a la formación de sólidos livianos de baja densidad específica y lenta sedimentación, que al adherirse al cátodo causan inestabilidad en la superficie, formando nódulos y deteriorando la calidad catódica. De acuerdo a lo observado en el diagrama de estabilidad arsénico-antimonio (As-Sb), se determina que Refinería Ventanas opera en la zona de sobresaturación del sistema, donde la precipitación desde el electrolito de SbAsO4 al barro anódico, es la causa de la contaminación de los cátodos de cobre. Por lo tanto, para operar en la zona óptima, esto es, As y Sb en solución, se propone aumentar el nivel de As a concentraciones entre 12 y 16 [g/l], a las cuales el Sb es deprimido en el electrolito a valores menores a 0,1 [g/l]. Para implementar esta propuesta, desde junio del 2013 se comienza a recircular polvos de la fundición o polvos PEPA (Polvos Electrofiltro Planta Ácido), los que poseen aproximadamente 11% de As, con los cuales se logró aumentar la concentración de As en el electrolito de 7,4 a 8,6 [g/l]. Sin embargo, debido a la lentitud del proceso y a que la concentración de As alcanzada durante este periodo no es suficiente para lograr el desplazamiento del equilibrio hacia la zona óptima de operación, se recomienda continuar con la recirculación de polvos.
INVESTIGATION OF THE REDOX PROPERTIES OF COMMERCIAL NICKEL CATALYSTS AND ITS CONSEQUENCES FOR COMMERCIAL SYNGAS PRODUCTION PROCESSES
(2013) OJEDA VIDAL, ÁLVARO FERNANDO; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Química; NUNEZ MUNOZ, PATRICIO; JAQUES SOLIS, ALONSO VICTOR
A thermodynamic model was developed in order to analyze the effect that different process schemes for synthesis gas production and for nickel catalysts reduction procedures have on the catalyst. This model is a first approach in the development of a process-design tool. It was implemented in MATLAB based on the Gibbs energy minimization method and calculates the equilibrium state between gas and solid (catalyst) phases in an isothermal reactor, giving the final nickel oxidation degree (percentage of nickel in the oxidized form) and the amount of coke at equilibrium, both parameters related to the catalytic activity. Diffusion and kinetic effects on the catalyst are not considered in this stage of the model. The model takes as input the temperature, pressure, and initial solid composition in the reactor and the composition of the gas that enters into the reactor. The fugacity coefficients for the gas phase are calculated through the Soave-Redlich-Kwong equation of state, whereas the activity coefficients for the solid phase are calculated using the Margules activity coefficient model because of its simple implementation. Before using the tool it was necessary to fit two parameters: the activity coefficients at infinite dilution of nickel in carbon and nickel in oxygen. Both parameters were fit using experimental nickel oxidation degree data from experiments carried out at the Air Liquide’s Research Center in Frankfurt using a least square minimization problem. Model results seem not to be too far of the reality. However, it is rather recommended not to rely on absolute numbers but rather on the trends being predicted by the tool. For the best cases (outlet HT-Pre-reforming and inlet SNG) the model predicted a nickel oxidation degree of 14 and 13 NiO mol%, while the corresponding experimental results were 14 and 12 NiO mol%, respectively. For the worst case (outlet SNG) the tool predicted a 0.3 NiO mol%, while the experimental result showed 14 NiO mol%. This error could be explained on one hand by an under-estimated steaming (oxidation) rate during shutdown. On the other hand model simplifications as the non-consideration of diffusion, particle size, or the particle surface free energy can also lead to wrong results. The tool succeeded to perform equilibrium calculations for catalysts and gases in (pre)-reforming and SNG processes. Now it sets a basis in the development of a more accurate tool, which can be based on the actual code since it was written to give flexibility for further changes: it allows changing functions in the code, e.g. the activity coefficient calculation.
MODELACIÓN DE LA MATRIZ ENERGÉTICA DE ENAP REFINERÍAS ACONCAGUA
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2014) Guzmán Cortez, Laura Valeska; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; JAQUES SOLIS, ALONSO VICTOR; MELO, CAROLINA
La Empresa Nacional del Petróleo (ENAP) es una empresa del Estado de Chile, cuyo giro comercial es la exploración, producción y comercialización de hidrocarburos y sus derivados. En particular, Refinería Aconcagua posee una matriz energética que consta de seis componentes principales, siendo tres de fuentes internas (Fuel Gas, Coque de Cracking y LPG) y tres de fuentes externas (Vapor de Linde, Gas Natural y Energía Eléctrica). Se ha realizado un balance general para la Refinería de estos componentes, que permite monitorear el gasto energético por planta y con ello estimar consumos de energía a corto y mediano plazo, dependiendo de la planificación de carga de las distintas unidades. Por otra parte, se ha realizado un balance de vapor de alta, media y baja presión, que permite implementar un seguimiento de Índices de Intensidad de Energía (EII por sus siglas en inglés) por unidad de proceso, de acuerdo a la metodología utilizada por la consultora Solomon Associates. Un índice de 100, indica que la unidad de proceso medida se encuentra operando a una eficiencia energética estándar y no que se encuentra en el óptimo. Para la Refinería, el Índice general calculado es de 110, lo cual indica que se está operando por sobre el promedio del gasto energético de las refinerías de petróleo que participan en el estudio de Solomon y que se debieran realizar mejoras en los procesos para lograr aumentar la eficiencia. A nivel de unidades, se observa que Cracking, Coker, HDT, Topping y Vacío 2 y Utilities & Off-sites tienen altos EII, lo cual seala que los planes de eficiencia energética debieran fijarse en estas unidades.
MODELACIÓN FENOMENOLÓGICA DE TRANSPORTE DE ESPECIES Y EFECTO SORET EN LA OPERACIÓN DE REACTOR APCVD DE SÍNTESIS DE GRAFENO
(2019) Costa González, Felipe Vincenzo; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM INGENIERÍA QUíMICA Y AMBIENTAL; JAQUES SOLIS, ALONSO VICTOR; HABERLE TAPIA, PATRICIO
El Departamento de Física de la Universidad Técnica Federico Santa María tiene a su disposición un reactor de deposición química de vapor ensamblado por los mismos investigadores, en el cual se investiga acerca del rendimiento en la deposición de ciertos nanomateriales, como el grafeno. El tipo de configuración que posee el reactor es en sí mismo una innovación científica, puesto que se pueden obtener láminas de material a presiones ambientales (no requiriendo control en esta variable). Se deben controlar variables importantes, como la temperatura del catalizador y dentro del reactor, la razón entre gases de síntesis y arrastre, la presencia de especies oxidativas, etc.El objetivo de la memoria es sentar las bases de ocurrencia y demostrar el efecto de termodifusión (Soret) durante la operación del reactor, modelando los fenómenos de transporte relevantes en la síntesis (especies, energía, momentum, cinética de deposición, etc.) Este efecto explicaría el crecimiento de láminas de grafeno en algunas zonas del catalizador, gracias a una nube liviana de gas hidrógeno concentrándose en las zonas calientes del reactor y venciendo los efectos predominantes (convección, difusión, entre otros). La investigación se realizará en paralelo con software de modelación de las ecuaciones de conservación (ANSYS), logrando ajustar los modelos generados con las condiciones de operación (condiciones de borde para los fenómenos). Además, será un puntapié inicial para una tesis de magíster en Cs. De la Ingeniería Química, que consistirá en contrastar perfiles fenomenológicos medidos durante la operación y los predichos mediante software, ajustando el modelo.Se realizaron cinco geometrías con mallado refinado, correspondientes a distintas configuraciones de distancia entre catalizadores. Se acoplaron las ecuaciones de conservación de masa, momentum, energía y especies, asociando la adsorción con una cinética de recubrimiento en un paso (catálisis heterogénea) de Arrhenius amortiguada con una función de sitio, dependiente de la densidad de sitio y el recubrimiento inicial. Se utilizaron como plataformas computacionales ANSYS Designmodeler (para la realización de las geometrías), ANSYS Meshing (generación de mallados refinados), ANSYS Fluent (para la modelación fenomenológica y parte del postprocesamiento), y ANSYS CFD-Post (para el postprocesamiento y extracción de datos).Se analizaron los resultados obtenidos de las fracciones de especies gaseosas bajo distinto GAP en estado estacionario, manteniendo temperatura de sustrato y dilución de gases constante, con y sin efecto Soret, en los casos incorporando termodifusión de manera permanente en el modelo variando el GAP y en los casos de contraste para cada GAP con y sin termodifusión. Además. resultados obtenidos de las fracciones de especies gaseosas bajo distinto GAP en un tiempo de síntesis simulado, manteniendo temperatura de sustrato y dilución de gases constante, de fracciones de especies gaseosas bajo distinta dilución de gases en estado estacionario, manteniendo GAP y temperatura de sustrato constante, y de las fracciones de especies gaseosas bajo distinta temperatura de sustrato en estado estacionario, manteniendo GAP y dilución de gases constante fueron obtenidos. Se obtuvieron parámetros relevantes en la operación del reactor.Algunos de los principales resultados fueron los siguientes: en estado estacionario a dilución y temperatura base, GAP 0.3 [mm] mostró condiciones desfavorables debido al número de iteraciones para lograr el estado estacionario, además de una menor sensibilidad al añadir el efecto forético (mostró un enriquecimiento del 74% con respecto al modelo sin termodifusión), con dificultad de acercarse a todos los sitios dada la estrecha geometría, y a pesar de inhibirse el efecto convectivo de transporte de especies, con una alta fracción promedio de hidrógeno de 0.848; GAP 6.0 [mm] mostró condiciones desfavorables por una sensibilidad también baja (enriquecimiento del 71%), presentando una baja fracción promedio de hidrógeno de 0.385. Las fracciones de hidrógeno siempre bajaron al aumentar el GAP, caso contrario del argón, el cual se vio favorecido en este efecto (para 0.3 [mm] de 0.152, y para 6 [mm] de 0.615 en valores promedio); esto explicado por el coeficiente de termodifusión de las especies. Además, se observó un estudio temporal de la fracción H2 / CH4 promedio en la zona interfacial para el caso intermedio favorable de 1 [mm], alcanzando un peak de 142 a los 8.3 [min], y un valor estacionario aproximado de 35. Se estudió el recubrimiento de sitio promedio en el tiempo para el caso favorable, hallando que en 5 [min] la fracción de sitios de carbono adsorbido ha sido ocupada en un 52%, a los 15 [min] se ha llenado un 89% de ellos, y a los 25 [min] se tiene un 98% de llenado. También se estudió la cinética de recubrimiento que pondera el efecto de Arrhenius en la deposición, reconociendo la función característica y el comportamiento del valor (entre 0 y 1) a lo largo del tiempo.
REDUCCIÓN DE LA HUELLA DE CARBONO EN LOS PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES DE EXPORTACIÓN: EVALUACIÓN TÉCNICO ECONÓMICA
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2011) CORNEJO AGUILAR, FERNANDO JAVIER ANDRÉS; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; NÚÑEZ MUÑOZ, PATRICIO; JAQUES SOLIS, ALONSO VICTOR
Chile presenta exportaciones del orden de 60.000 Millones de dólares, de estas más del 50% corresponde a productos de la industria del cobre, si se deja de lado este, los productos de la Agroindustria Corresponden al 45 % del total exportado. Estos productos exportados, se ven afectados por la lejanía que presenta Chile de los mercados. Como solución, se pretende disminuir la huella de carbono en los productos de exportación de la Agroindustria, identificando los procesos unitarios donde se puede reemplazar la tecnología por una nueva que es emisor neutro de GEI. Se seleccionan las empresas VSPT, ubicada en Molina VII región y COACTIVA, para un estudio de caso al poseer más información de sus procesos productivos y por qué la primera de estas participa activamente de la exportación de productos a mercados europeos. VSPT quema alrededor de 300 m3 de Fuel Oil para generar vapor, esta cantidad equivale a 8.333 Ton/ao de biomasa que deben ser procesadas en una planta ubicada en Molina que será de COACTIVA, la que presentará dos líneas de producción, una de CAL a partir de biomasa y otra CAL a partir de RSU. La biomasa fue caracterizada siendo su poder calorífico igual a 3.000 kcal/kg (similar a los residuos de la industria forestal) y se verificó que cumple con la normativa ambiental vigente del DS 45 para la tecnología seleccionada. En el proyecto financiado, como el puro, se obtienen pérdidas, esto para una capacidad de producción de 8.333 Ton/ao a un precio de venta de la energía térmica de 20,1 USD/MMBTU. Si se procesan 15.000 Ton/ao se obtienen ganancias de 2,2 millones de dólares, para esto se deben realizar contratos con empresas deseen utilizar el concepto de Co-incineración para disminuir su huella de carbono en sus productos de exportación o a empresas cementeras que deseen utilizar el concepto de co-procesamiento.

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