28 resultados para COMERCIO DEL COMBUSTIBLE - VENEZUELA - 2003-2009
em Universidad Politécnica de Madrid
Resumo:
To build a house for a poet. To make a house for dreaming, living and dying. A house in which to read, to write and to think. = Levantar una casa para un poeta. Hacer una casa para soar, vivir, morir. Para leer, escribir, pensar.
Resumo:
El presente trabajo, desarrollado en el marco del Convenio de Cooperacin educativa entre la ETSII - UPM y el Ciemat, se realiza con el fin de determinar lneas futuras de investigacin y/o aplicacin de la tecnologa de gasificacin termoqumica de biomasa integrada a motores de combustin interna alternativos (MCIA) para generacin de potencia, motivados por la necesidad de reducir las emisiones contaminantes, aumentar el uso de las fuentes renovables de energa, reducir la dependencia econmica de los combustibles fsiles, aprovechar energticamente infinidad de residuos del sector agroindustrial y por la necesidad de generar energa a base de combustibles autctonos que permitan resolver los problemas de suministro elctrico en zonas no interconectadas elctricamente en pases en va de desarrollo. En el captulo 1 se comienza por presentar los objetivos y la justificacin del presente trabajo, se enmarca esta tecnologa desde el punto de vista histrico, de los combustibles y de los gasgenos, que fue la primera aplicacin extendida masivamente durante las dos guerras mundiales en Europa. Adems se hace un breve recuento de los principales grupos de investigacin y fabricantes a nivel comercial que actualmente trabajan en el desarrollo de esta tecnologa. En el captulo 2 se hacer una breve descripcin del proceso de gasificacin termoqumica, mostrando los diferentes tipos de gasificadores existentes, las propiedades del combustible primario usado y los factores que afectan la eficiencia de este proceso. En el captulo 3 se estudia el gas de gasificacin desde el punto de vista de la composicin, propiedades como combustible motor, requisitos, tratamiento necesario para su uso como combustible en motores de combustin interna, otros usos del GG y riesgos que conlleva su utilizacin. En el captulo 4 se presentan un estudio general de los motores de gas, donde se presenta una clasificacin, se estudia la manera de regular la operacin de estos motores, se hace una descripcin cualitativa de la combustin, se muestran algunas aplicaciones y se estudia la combustin en los motores a gas desde el punto de vista de los factores que la afectan. En el captulo 5 se entra en profundidad sobre el uso del gas de gasificacin -GG en MCIA, inicialmente estudiado desde el punto de vista terico, luego presentando los resultados de varias investigaciones realizadas y por ltimo mostrando algunos de las aplicaciones comerciales actualmente en el mercado. Finalmente se presentan las conclusiones, la bibliografa consultada y un glosario de trminos.
Resumo:
Es para m un honor presentar esta publicacin que recoge las comunicaciones presentadas en las IX Jornadas Iberoamericanas de Materiales de Construccin, que se han celebrado en Quito, Ecuador, los das 9 y 10 de agosto de 2011. En esta ocasin fue nuestra anfitriona la Escuela Politcnica Nacional, radicada en la bellsima ciudad de Quito, con el auspicio de diversas instancias ecuatorianas, tanto pblicas como privadas. Por este motivo, mis primeras palabras quieren ser de agradecimiento por la hospitalidad brindada y la excelente organizacin local. Asimismo, quisiera reiterar mi gratitud a las entidades que todos los aos apoyan decididamente la celebracin de estas Jornadas y que este ao no han faltado a la cita, como son: La Universidad Politcnica de Madrid (Espaa), y muy especialmente su Escuela Tcnica Superior de Ingenieros de Minas. La Asociacin Espaola de Fabricantes de ridos (ANEFA). La Cmara de la Piedra de la Provincia de Buenos Aires (Argentina) La empresa ERAL, Equipos y Procesos, S.L. Confiamos en que progresivamente otras entidades de nuestro entorno profesional, tanto acadmico como empresarial, se vayan vinculando de forma permanente a dicha organizacin. El lema que se eligi para este ao fue: "Los materiales de construccin como pilares del desarrollo de la sociedad del siglo XXI". Creo que constituye toda una declaracin de intenciones, adems de enraizarse profundamente con la an corta, pero ya intensa historia de nuestras Jornadas. stas nacen precisamente con el tercer milenio, y as todas las ediciones celebradas hasta ahora (Madrid 2001, La Habana 2002, San Juan 2003, Tegucigalpa 2004, Panam 2007, Mar del Plata 2008, Valencia 2009 y Lima 2010) han tratado de poner un granito de arena (y nunca el smil fue ms oportuno) para conseguir desarrollar la cooperacin cientfica y tcnica entre los pases de Iberoamrica, Portugal y Espaa, a travs del intercambio de conocimiento y la transferencia tecnolgica. Nuestras reuniones no han de verse nicamente como un punto de encuentro en el que presentar nuestros trabajos y experiencias, compartindolas con los colegas de otros lugares, tal vez lejanos en lo geogrfico pero cercanos en la cultura y la sensibilidad. Con ser ste un fin no slo loable, sino esencial a nuestra actividad, sera insuficiente para colmar nuestras expectativas. Las Jornadas han de ser un foro que constituya la semilla de futuras actuaciones conjuntas de todo tipo, acadmicas o empresariales, bilaterales o multilaterales, siempre con el objetivo de fomentar las relaciones basadas en compartir nuestros saberes y, en la medida de lo posible, la movilidad de nuestros tcnicos, profesores o alumnos. Precisamente en un momento como el actual, en el que las incgnitas y graves preocupaciones que la crisis financiera mundial ha sembrado en nuestro nimo no se han despejado todava, es cuando este tipo de actividades son ms necesarias, ya que es generalmente reconocido que para salir de esta situacin se precisa mejorar la competitividad de nuestras economas y slo a travs de la innovacin cientfica y tecnolgica esto ser posible, siempre que las polticas laborales y regulatorias lo apoyen. Los materiales de construccin constituyen un caso destacable en este sentido, ya que generalmente su produccin est ligada a la extraccin prxima de sus materias primas, dados los volmenes que se mueven. Esto tambin es as muy frecuentemente con su utilizacin, de lo que es un ejemplo paradigmtico la industria del hormign (o concreto). Esto implica que pueden suponer un aporte fundamental en el desarrollo de las comunidades locales, gracias a la generacin de tejido industrial y la consiguiente de puestos de trabajo, adems de contribuir en calidad de componente imprescindible a la implantacin de infraestructuras de todo tipo (residenciales, viarias o de transporte en general, entre otras) que son la base en la que otros sectores econmicos han de apoyarse de modo ineludible. Por supuesto, este desarrollo ha de ser sostenible. Soy consciente de que sta es ya una frase hecha, que por tanto ha perdido ya parte de su impacto, al utilizarse tantas veces con poco o ningn fundamento. Pero los que nos dedicamos a la ciencia y la tecnologa sabemos de la importancia de su profundo significado, ya que el desarrollo o es sostenible o no ser desarrollo, sino a lo sumo especulacin para beneficio de unos pocos. Creo que el verdadero sentido del trmino est en que permita un desarrollo que beneficie de forma general a toda la sociedad, y no slo a la presente, sino a la futura. ste es el reto que los tcnicos tenemos. Traducir este concepto en trminos de aseguramiento de la calidad, seguridad e higiene en el trabajo, cuidado de los aspectos ambientales, I+D+i, cualificacin acadmica y profesional y, por qu no, rentabilidad econmica, entre otros aspectos fundamentales de nuestras actividades. Creo sinceramente que los trabajos que aqu se presentan suponen una contribucin en este sentido, tanto por su calidad como por la diversidad de sus temticas dentro del campo de los materiales de construccin. Espero y deseo que constituyan el germen de futuros encuentros y otras actividades de colaboracin cientfica, tecnolgica o educativa entre las entidades de nuestro entorno iberoamericano. Jos-Luis Parra y Alfaro Presidente del Comit Cientfico
Resumo:
La poltica territorial que se ha desarrollado en las ltimas dcadas en la Isla de Menorca pone de manifiesto la preocupacin de los poderes pblicos y de los ciudadanos por el respeto y la comprensin del territorio en el que se asientan, as como la bsqueda de un equilibrio que permita un desarrollo econmico acorde con la proteccin de los espacios de mayor valor ambiental. Como resultado de este proceso, en 1993 Menorca es declarada Reserva de la Biosfera por la UNESCO, en 1999 se protege la zona de influencia de todas las Islas Baleares, impidiendo nuevos desarrollos urbansticos en la costa (DOT) y en 2003 se aprueba el Plan Territorial Insular de Menorca, que ampla dicha proteccin excluyendo del desarrollo algunos lugares sensibles, como Punta Grossa, Son Saura, Cala Galdana, etc? En este contexto, la actividad con mayor incidencia en la fragilidad del litoral de la isla de Menorca es el turismo vinculado al producto de sol y playa y a las actividades nutico-deportivas, caracterizado por su alta estacionalidad. Al esfuerzo de ordenacin y gestin realizado en todo el territorio insular se suma ahora la redaccin del Plan de Insular de la Costa cuyo principal objetivo es garantizar el mejor uso de los recursos y la integridad del litoral de la isla. La ordenacin de las actividades, usos y prcticas vinculados al litoral permitir controlar los efectos negativos de actividades en creciente expansin, como el fondeo, que, por falta de regulacin, pueden llegar a ser perjudiciales para la estabilidad del medio, as como un menoscabo de la garanta en el uso y disfrute pblico de la costa. Adems de los efectos negativos sobre las praderas de fanergamas por el sistema de anclaje y depsito de muertos, el fondeo masivo puede crear conflictos con el resto de usuarios, especialmente los baistas. El traslado del combustible desde los puntos de suministro hasta las zonas de fondeo y el acto de rellenar el depsito en el mar provoca vertidos incontrolados desde los barcos al mar, tanto voluntarios como accidentales, y riesgo de accidentes martimos y en tierra.
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La poltica territorial que se ha desarrollado en las ltimas dcadas en la Isla de Menorca pone de manifiesto la preocupacin de los poderes pblicos y de los ciudadanos por el respeto y la comprensin del territorio en el que se asientan, as como la bsqueda de un equilibrio que permita un desarrollo econmico acorde con la proteccin de los espacios de mayor valor ambiental. Como resultado de este proceso, en 1993 Menorca es declarada Reserva de la Biosfera por la UNESCO, en 1999 se protege la zona de influencia de todas las Islas Baleares, impidiendo nuevos desarrollos urbansticos en la costa (DOT) y en 2003 se aprueba el Plan Territorial Insular de Menorca, que ampla dicha proteccin excluyendo del desarrollo algunos lugares sensibles, como Punta Grossa, Son Saura, Cala Galdana, etc En este contexto, la actividad con mayor incidencia en la fragilidad del litoral de la isla de Menorca es el turismo vinculado al producto de sol y playa y a las actividades nutico-deportivas, caracterizado por su alta estacionalidad. Al esfuerzo de ordenacin y gestin realizado en todo el territorio insular se suma ahora la redaccin del Plan de Insular de la Costa cuyo principal objetivo es garantizar el mejor uso de los recursos y la integridad del litoral de la isla. La ordenacin de las actividades, usos y prcticas vinculados al litoral permitir controlar los efectos negativos de actividades en creciente expansin, como el fondeo, que, por falta de regulacin, pueden llegar a ser perjudiciales para la estabilidad del medio, as como un menoscabo de la garanta en el uso y disfrute pblico de la costa. Adems de los efectos negativos sobre las praderas de fanergamas por el sistema de anclaje y depsito de muertos, el fondeo masivo puede crear conflictos con el resto de usuarios, especialmente los baistas. El traslado del combustible desde los puntos de suministro hasta las zonas de fondeo y el acto de rellenar el depsito en el mar provoca vertidos incontrolados desde los barcos al mar, tanto voluntarios como accidentales, y riesgo de accidentes martimos y en tierra.
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Uno de los principales retos de la sociedad actual es la evolucin de sectores como el energtico y el de la automocin a un modelo sostenible, responsable con el medio ambiente y con la salud de los ciudadanos. Una de las posibles alternativas, es la clula de combustible de hidrgeno, que transforma la energa qumica del combustible (hidrgeno) en corriente continua de forma limpia y eficiente. De entre todos los tipos de clula, gana especial relevancia la clula de membrana polimrica (PEM), que por sus caractersticas de peso, temperatura de trabajo y simplicidad; se presenta como una gran alternativa para el sector de la automocin entre otros. Por ello, el objetivo de este trabajo es ahondar en el conocimiento de la clula de combustible PEM. Se estudiarn los fundamentos tericos que permitan comprender su funcionamiento, el papel de cada uno de los elementos de la clula y cmo varan sus caractersticas el funcionamiento general de la misma. Tambin se estudiar la caracterizacin elctrica, por su papel crucial en la evaluacin del desempeo de la clula y para la comparacin de modificaciones introducidas en ella. Adems, se realizar una aplicacin prctica en colaboracin con los proyectos de fin de mster y doctorado de otros estudiantes del Politcnico de Miln, para implementar las tcnicas aprendidas de caracterizacin elctrica en una clula trabajando con diferentes tipos de lminas de difusin gaseosa (GDL y GDM) preparadas por estudiantes. Los resultados de la caracterizacin, permitirn analizar las virtudes de dos modificaciones en la composicin clsica de la clula, con el fin de mejorar la gestin del agua que se produce en la zona catdica durante la reaccin, disminuyendo los problemas de difusin a altas densidades de corriente y la consiguiente prdida de potencial en la clula. Las dos modificaciones son: la inclusin de una lmina de difusin microporosa (MPL) a la lmina macroporosa habitual (GDL), y el uso de diversos polmeros con mejores propiedades hidrfobas en el tratamiento de dichas lminas de difusin. La clula de combustible es un sistema de conversin de energa electroqumico, en el que se trasforma de forma directa, energa qumica en energa elctrica de corriente continua. En el catalizador de platino del nodo se produce la descomposicin de los tomos de hidrgeno. Los protones resultantes viajarn a travs de la membrana de conduccin protnica (que hace las veces de electrolito y supone el alma de la clula PEM) hasta el ctodo. Los electrones, en cambio, alcanzarn el ctodo a travs de un circuito externo produciendo trabajo. Una vez ambas especies se encuentran en el ctodo, y junto con el oxgeno que sirve como oxidante, se completa la reaccin, producindose agua. El estudio termodinmico de la reaccin que se produce en la clula nos permite calcular el trabajo elctrico terico producido por el movimiento de cargas a travs del circuito externo, y con l, una expresin del potencial terico que presentar la clula, que variar con la temperatura y la presin; Para una temperatura de 25C, este potencial terico es de 1.23 V, sin embargo, el potencial de la clula en funcionamiento nunca presenta este valor. El alejamiento del comportamiento terico se debe, principalmente, a tres tipos de prdidas bien diferenciadas: Prdidas de activacin: El potencial terico representa la tensin de equilibrio, para la que no se produce un intercambio neto de corriente. Por tanto, la diferencia de potencial entre el nodo y el ctodo debe alejarse del valor terico para obtener una corriente neta a travs del circuito externo. Esta diferencia con el potencial terico se denomina polarizacin de activacin, y conlleva una prdida de tensin en la clula. As pues estas prdidas tienen su origen en la cintica de la reaccin electroqumica. Prdidas hmicas: Es una suma de las resistencias elctricas en los elementos conductores, la resistencia en la membrana electroltica a la conduccin inica y las resistencias de contacto. Prdidas por concentracin: Estas prdidas se producen cuando los gases reactivos en el rea activa son consumidos en un tiempo menor del necesario para ser repuestos. Este fenmeno es crtico a altas densidades de corriente, cuando los gases reactivos son consumidos con gran velocidad, por lo que el descenso de concentracin de reactivos en los electrodos puede provocar una cada sbita de la tensin de la clula. La densidad de corriente para la cual se produce esta cada de potencial en unas condiciones determinadas se denomina densidad lmite de corriente. As pues, estas prdidas tienen su origen en los lmites de difusin de las especies reactivas a travs de la clula. Adems de la membrana electroltica y el catalizador, en la clula de combustible podemos encontrar como principales componentes los platos bipolares, encargados de conectar la clula elctricamente con el exterior y de introducir los gases reactivos a travs de sus conductos; y las lminas difusivas, que conectan elctricamente el catalizador con los platos bipolares y sirven para distribuir los gases reactivos de forma que lleguen a todo el rea activa, y para evacuar el exceso de agua que se acumula en el rea activa.La lmina difusiva, ms conocida como GDL, ser el argumento principal de nuestro estudio. Est conformada por un tejido de fibra de carbono macroporosa, que asegure el contacto elctrico entre el catalizador y el plato bipolar, y es tratada con polmeros para proporcionarle propiedades hidrfobas que le ayuden en la evacuacin de agua. La evacuacin del agua es tan importante, especialmente en el ctodo, porque de lo contrario, la cantidad de agua generada por la reaccin electroqumica, sumada a la humedad que portan los gases, puede provocar inundaciones en la zona activa del electrodo. Debido a las inundaciones, el agua obstruye los poros del GDL, dificultando la difusin de especies gaseosas y aumentando las prdidas por concentracin. Por otra parte, si demasiada agua se evaca del electrodo, se puede producir un aumento de las prdidas hmicas, ya que la conductividad protnica de la membrana polimrica, es directamente proporcional a su nivel de humidificacin. Con el fin de mejorar la gestin del agua de la clula de combustible, se ha aadido una capa microporosa denominada MPL al lado activo del GDL. Esta capa, constituida por una mezcla de negro de carbn con el polmero hidrfobo como aglutinante, otorga al GDL un mejor acabado superficial que reduce la resistencia de contacto con el electrodo, adems la reduccin del tamao de las gotas de agua al pasar por el MPL mejora la difusin gaseosa por la disminucin de obstrucciones en el GDL. Es importante tener cuidado en los tratamientos de hidrofobizacin de estos dos elementos, ya que, cantidades excesivas de polmero hidrfobo podran reducir demasiado el tamao de los poros, adems de aumentar las prdidas resistivas por su marcado carcter dielctrico. Para el correcto anlisis del funcionamiento de una clula de combustible, la herramienta fundamental es su caracterizacin elctrica a partir de la curva de polarizacin. Esta curva representa la evolucin del potencial de la clula respecto de la densidad de corriente, y su forma viene determinada principalmente por la contribucin de las tres prdidas mencionadas anteriormente. Junto con la curva de polarizacin, en ocasiones se presenta la curva de densidad de potencia, que se obtiene a partir de la misma. De forma complementaria a la curva de polarizacin, se puede realizar el estudio del circuito equivalente de la clula de combustible. Este consiste en un circuito elctrico sencillo, que simula las cadas de potencial en la clula a travs de elementos como resistencias y capacitancias. Estos elementos representas prdidas y limitaciones en los procesos qumicos y fsicos en la clula. Para la obtencin de este circuito equivalente, se realiza una espectroscopia de impedancia electroqumica (en adelante EIS), que consiste en la identificacin de los diferentes elementos a partir de los espectros de impedancia, resultantes de introducir seales de corriente alternas sinusoidales de frecuencia variable en la clula y observar la respuesta en la tensin. En la siguiente imagen se puede observar un ejemplo de la identificacin de los parmetros del circuito equivalente en un espectro de impedancia. Al final del trabajo, se han realizado dos aplicaciones prcticas para comprobar la influencia de las caractersticas hidrfobas y morfolgicas de los medios difusores en la gestin del agua en el ctodo y, por tanto, en el resultado elctrico de la clula; y como aplicacin prctica de las tcnicas de construccin y anlisis de las curvas de polarizacin y potencia y de la espectroscopia de impedancia electroqumica. El primer estudio prctico ha consistido en comprobar los beneficios de la inclusin de un MPL al GDL. Para ello se han caracterizado clulas funcionando con GDL y GDM (GDL+MPL) tratados con dos tipos diferentes de polmeros, PTFE y PFPE. Adems se han realizado las pruebas para diferentes condiciones de funcionamiento, a saber, temperaturas de 60 y 80C y niveles de humidificacin relativa de los gases reactivos de 80%-60% y 80%- 100% (A-C). Se ha comprobado con las curvas de polarizacin y potencia, cmo la inclusin de un MPL en el lado activo del GDL reporta una mejora del funcionamiento de trabajo en todas las condiciones estudiadas. Esta mejora se hace ms patente para altas densidades de corriente, cuando la gestin del agua resulta ms crtica, y a bajas temperaturas ya que un menor porcentaje del agua producida se encuentra en estado de vapor, producindose inundaciones con mayor facilidad. El segundo estudio realizado trata de la influencia del agente hidrofobizante utilizado en los GDMs. Se pretende comprobar si algn otro polmero de los estudiados, mejora las prestaciones del comnmente utilizado PTFE. Para ello se han caracterizado clulas trabajando en diferentes condiciones de trabajo (anlogas a las del primer estudio) con GDMs tratados con PTFE, PFPE, FEP y PFA. Tras el anlisis de las curvas de polarizacin y potencia, se observa un gran comportamiento del FEP para todas las condiciones de trabajo, aumentando el potencial de la clula para cada densidad de corriente respecto al PTFE y retrasando la densidad de corriente lmite. El PFPE tambin demuestra un gran aumento del potencial y la densidad de potencia de la clula, aunque presenta mayores problemas de difusin a altas densidades de corriente. Los resultados del PFA evidencian sus problemas en la gestin del agua a altas densidades de corriente, especialmente para altas temperaturas. El anlisis de los espectros de impedancia obtenidos con la EIS confirma los resultados de las curvas de polarizacin y evidencian que la mejor alternativa al PTFE para el tratamiento del GDM es el FEP, que por sus mejores caractersticas hidrfobas reduce las prdidas por concentracin con una mejor gestin del agua en el ctodo.
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Las cuestiones relacionadas con el transporte de materiales radiactivos constituyen un objeto de renovada actualidad, por el continuo incremento en la movilidad de materiales relacionados con el ciclo del combustible nuclear u otros (e.g. el propio combustible, equipos de inspeccin, fuentes radiactivas, residuos, etc.), el compromiso creciente de estas actividades con el medio ambiente, la seguridad y proteccin de las personas [1], as como el actual marco legal. Cabe preguntarse: Cules son las rutas ms activas? Qu impacto radiolgico se genera en el medio o en individuos tipo, como el trabajador de suministro de combustible, los ocupantes de un vehculo particular, en situaciones de retencin del trfico, el pblico en general ? ? En Espaa hay una ?larga ruta radiactiva? de ms de 10.000 kilmetros. El combustible nuclear se transporta por carretera desde Juzbado (Salamanca) hasta las centrales nucleares, y desde estas los residuos generados son transportados tambin por carretera a las instalaciones de El Cabril, en Crdoba. Adems, tambin hay que tener en cuenta los transportes que generan los equipos y materiales, con origen o destino en las plantas nucleares, necesarios para la buena operacin de las mismas.
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Las proyecciones muestran un incremento en la demanda de energa primaria a nivel global para los prximos diez aos. Para disminuir los efectos adversos sobre el medio ambiente del uso de combustibles fsiles, las polticas energticas de Espaa y la Unin Europea tienen como uno de sus objetivos principales incrementar el uso fuentes renovables en la produccin energtica para el ao 2020.La biomasa es una de las principales fuentes renovables para la generacin de energa primaria en Espaa. Sin embargo su alto contenido en humedad y su baja densidad energtica entre otras caractersticas de este material, suponen desventajas para su uso directo como combustible. Los procesos de conversin termoqumica son una alternativa para la obtencin de productos slidos, lquidos y gases de mejor potencial energtico utilizando biomasa como materia prima. Esta tesis doctoral tiene como objetivo general el estudio y la optimizacin de procesos de conversin termoqumica de biomasa. Para cumplir con este objetivo el trabajo combina anlisis experimentales y de simulacin de distintas tecnologas de transformacin termoqumica de biomasa. Antes de iniciar los estudios experimentales de los procesos de transformacin termoqumica, se realiza una caracterizacin qumica, fsica y combustible de ocho de biomasas de naturaleza lignocelulsica y amilcea. Esta caracterizacin incluye el anlisis del comportamiento termoqumico utilizando las tcnicas de termogravimetra (TG-DTG), TG-FTir y pirlisis analtica (Py-GC/MS). Despus de la caracterizacin se seleccionan tres tipos de biomasas (madera de pino, hueso de aceituna y hueso de aguacate) que son utilizadas como materia prima en el estudio experimental de procesos de gasificacin, torrefaccin y pirlisis en distintos sistemas de reaccin de escala de laboratorio. Estos estudios se realizan para optimizar las condiciones de operacin de cada uno de los procesos y caracterizar los productos obtenidos. El trabajo realizado incluye el rediseo y puesta en marcha de un sistema de gasificacin de lecho fluidizado as como de un sistema de torrefaccin y pirlisis en horno rotatorio. Los estudios experimentales incluyen un anlisis de distintas condiciones de operacin (temperatura, composicin atmosfrica, tiempo de residencia, condiciones fluidomecnicas, tamao de partcula del combustible, condiciones de condensacin) con el objetivo de determinar las condiciones ptimas de operacin de cada uno de los procesos analizados respecto de las caractersticas qumicas, fsicas y combustibles de los productos. Para la optimizacin de las condiciones de operacin del sistema de gasificacin de lecho fluidizado se realiza un anlisis complementario del comportamiento hidrodinmico utilizando la metodologa de anlisis computacional fluidodinmico o mecnica de fluidos computacional (CFD). Los resultados obtenidos permiten determinar las condiciones ptimas de operacin del sistema de reaccin de lecho fluidizado. Finalmente, la tesis incluye el anlisis de una planta comercial de gasificacin localizada en Jndiz (lava, Espaa), centrndose en la caracterizacin del material particulado eliminado de la corriente de gas generado, con el objetivo de determinar su proceso de formacin, caractersticas y establecer posibles aplicaciones comerciales.
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El estudio de los ciclos del combustible nuclear requieren de herramientas computacionales o "cdigos" verstiles para dar respuestas al problema multicriterio de evaluar los actuales ciclos o las capacidades de las diferentes estrategias y escenarios con potencial de desarrollo en a nivel nacional, regional o mundial. Por otra parte, la introduccin de nuevas tecnologas para reactores y procesos industriales hace que los cdigos existentes requieran nuevas capacidades para evaluar la transicin del estado actual del ciclo del combustible hacia otros ms avanzados y sostenibles. Brevemente, esta tesis se centra en dar respuesta a las principales preguntas, en trminos econmicos y de recursos, al anlisis de escenarios de ciclos de combustible, en particular, para el anlisis de los diferentes escenarios del ciclo del combustible de relativa importancia para Espaa y Europa. Para alcanzar este objetivo ha sido necesaria la actualizacin y el desarrollo de nuevas capacidades del cdigo TR_EVOL (Transition Evolution code). Este trabajo ha sido desarrollado en el Programa de Innovacin Nuclear del CIEMAT desde el ao 2010. Esta tesis se divide en 6 captulos. El primer captulo ofrece una visin general del ciclo de combustible nuclear, sus principales etapas y los diferentes tipos utilizados en la actualidad o en desarrollo para el futuro. Adems, se describen las fuentes de material nuclear que podran ser utilizadas como combustible (uranio y otros). Tambin se puntualizan brevemente una serie de herramientas desarrolladas para el estudio de estos ciclos de combustible nuclear. El captulo 2 est dirigido a dar una idea bsica acerca de los costes involucrados en la generacin de electricidad mediante energa nuclear. Aqu se presentan una clasificacin de estos costos y sus estimaciones, obtenidas en la bibliografa, y que han sido evaluadas y utilizadas en esta tesis. Se ha incluido tambin una breve descripcin del principal indicador econmico utilizado en esta tesis, el coste nivelado de la electricidad. El captulo 3 se centra en la descripcin del cdigo de simulacin desarrollado para el estudio del ciclo del combustible nuclear, TR_EVOL, que ha sido diseado para evaluar diferentes opciones de ciclos de combustibles. En particular, pueden ser evaluados las diversos reactores con, posiblemente, diferentes tipos de combustibles y sus instalaciones del ciclo asociadas. El mdulo de evaluaciones econmica de TR_EVOL ofrece el coste nivelado de la electricidad haciendo uso de las cuatro fuentes principales de informacin econmica y de la salida del balance de masas obtenido de la simulacin del ciclo en TR_EVOL. Por otra parte, la estimacin de las incertidumbres en los costes tambin puede ser efectuada por el cdigo. Se ha efectuado un proceso de comprobacin cruzada de las funcionalidades del cdigo y se descrine en el Captulo 4. El proceso se ha aplicado en cuatro etapas de acuerdo con las caractersticas ms importantes de TR_EVOL, balance de masas, composicin isotpica y anlisis econmico. As, la primera etapa ha consistido en el balance masas del ciclo de combustible nuclear actual de Espaa. La segunda etapa se ha centrado en la comprobacin de la composicin isotpica del flujo de masas mediante el la simulacin del ciclo del combustible definido en el proyecto CP-ESFR UE. Las dos ltimas etapas han tenido como objetivo validar el mdulo econmico. De este modo, en la tercera etapa han sido evaluados los tres principales costes (financieros, operacin y mantenimiento y de combustible) y comparados con los obtenidos por el proyecto ARCAS, omitiendo los costes del fin del ciclo o Back-end, los que han sido evaluado solo en la cuarta etapa, haciendo uso de costes unitarios y parmetros obtenidos a partir de la bibliografa. En el captulo 5 se analizan dos grupos de opciones del ciclo del combustible nuclear de relevante importancia, en trminos econmicos y de recursos, para Espaa y Europa. Para el caso espaol, se han simulado dos grupos de escenarios del ciclo del combustible, incluyendo estrategias de reproceso y extensin de vida de los reactores. Este anlisis se ha centrado en explorar las ventajas y desventajas de reprocesado de combustible irradiado en un pas con una relativa pequea cantidad de reactores nucleares. Para el grupo de Europa se han tratado cuatro escenarios, incluyendo opciones de transmutacin. Los escenarios incluyen los reactores actuales utilizando la tecnologa reactor de agua ligera y ciclo abierto, un reemplazo total de los reactores actuales con reactores rpidos que queman combustible U-Pu MOX y dos escenarios del ciclo del combustible con transmutacin de actnidos minoritarios en una parte de los reactores rpidos o en sistemas impulsados por aceleradores dedicados a transmutacin. Finalmente, el captulo 6 da las principales conclusiones obtenidas de esta tesis y los trabajos futuros previstos en el campo del anlisis de ciclos de combustible nuclear. ABSTRACT The study of the nuclear fuel cycle requires versatile computational tools or codes to provide answers to the multicriteria problem of assessing current nuclear fuel cycles or the capabilities of different strategies and scenarios with potential development in a country, region or at world level. Moreover, the introduction of new technologies for reactors and industrial processes makes the existing codes to require new capabilities to assess the transition from current status of the fuel cycle to the more advanced and sustainable ones. Briefly, this thesis is focused in providing answers to the main questions about resources and economics in fuel cycle scenario analyses, in particular for the analysis of different fuel cycle scenarios with relative importance for Spain and Europe. The upgrade and development of new capabilities of the TR_EVOL code (Transition Evolution code) has been necessary to achieve this goal. This work has been developed in the Nuclear Innovation Program at CIEMAT since year 2010. This thesis is divided in 6 chapters. The first one gives an overview of the nuclear fuel cycle, its main stages and types currently used or in development for the future. Besides the sources of nuclear material that could be used as fuel (uranium and others) are also viewed here. A number of tools developed for the study of these nuclear fuel cycles are also briefly described in this chapter. Chapter 2 is aimed to give a basic idea about the cost involved in the electricity generation by means of the nuclear energy. The main classification of these costs and their estimations given by bibliography, which have been evaluated in this thesis, are presented. A brief description of the Levelized Cost of Electricity, the principal economic indicator used in this thesis, has been also included. Chapter 3 is focused on the description of the simulation tool TR_EVOL developed for the study of the nuclear fuel cycle. TR_EVOL has been designed to evaluate different options for the fuel cycle scenario. In particular, diverse nuclear power plants, having possibly different types of fuels and the associated fuel cycle facilities can be assessed. The TR_EVOL module for economic assessments provides the Levelized Cost of Electricity making use of the TR_EVOL mass balance output and four main sources of economic information. Furthermore, uncertainties assessment can be also carried out by the code. A cross checking process of the performance of the code has been accomplished and it is shown in Chapter 4. The process has been applied in four stages according to the most important features of TR_EVOL. Thus, the first stage has involved the mass balance of the current Spanish nuclear fuel cycle. The second stage has been focused in the isotopic composition of the mass flow using the fuel cycle defined in the EU project CP-ESFR. The last two stages have been aimed to validate the economic module. In the third stage, the main three generation costs (financial cost, O&M and fuel cost) have been assessed and compared to those obtained by ARCAS project, omitting the back-end costs. This last cost has been evaluated alone in the fourth stage, making use of some unit cost and parameters obtained from the bibliography. In Chapter 5 two groups of nuclear fuel cycle options with relevant importance for Spain and Europe are analyzed in economic and resources terms. For the Spanish case, two groups of fuel cycle scenarios have been simulated including reprocessing strategies and life extension of the current reactor fleet. This analysis has been focused on exploring the advantages and disadvantages of spent fuel reprocessing in a country with relatively small amount of nuclear power plants. For the European group, four fuel cycle scenarios involving transmutation options have been addressed. Scenarios include the current fleet using Light Water Reactor technology and open fuel cycle, a full replacement of the initial fleet with Fast Reactors burning U-Pu MOX fuel and two fuel cycle scenarios with Minor Actinide transmutation in a fraction of the FR fleet or in dedicated Accelerator Driven Systems. Finally, Chapter 6 gives the main conclusions obtained from this thesis and the future work foreseen in the field of nuclear fuel cycle analysis.
Resumo:
La presente investigacin se llev a cabo en la Universidad Politcnica de Madrid (Espaa) conjuntamente con la Universidad Nacional Experimental del Tchira (Venezuela). El estudio consisti en disear una cavidad interna dentro del perfil aerodinmico 2415-3s, el cual fue desarrollado en la Universidad Tcnica Checa (Praga, Repblica Checa). Se realiz un estudio computacional, mediante la tcnica del CFD, de diferentes modelos de cavidades internas en este perfil, para seleccionar el diseo ms adecuado, fabricando un prototipo en 3D; logrando de esta manera validar la simulacin computacional con los datos experimentales obtenidos con los ensayos en el tnel de viento AF6109 de la Universidad Nacional Experimental del Tchira. Tambin se aplicaron tcnicas de visualizacin en el tnel de viento, como lneas de corriente de humo y pelculas de aceite sobre el perfil aerodinmico. Dicho procedimiento permiti corroborar la validacin de la simulacin computacional. El perfil aerodinmico seleccionado se denomin 2415-3s-TC, cuya caracterstica principal consiste en tres canales independientes entre s, alojados dentro de la cavidad interna, permitiendo que el flujo de aire forzado a travs de la cavidad, cambiara de direccin, para desembocar lo ms tangencialmente, as como, lo ms perpendicularmente posible al escaln del perfil aerodinmico 2415-3s. Esta configuracin de dise permiti elevar el coeficiente de sustentacin para ngulos de ataque mayores a 8, as como para ngulos cercanos al ngulo crtico. ABSTRACT This research was conducted at the Polytechnic University of Madrid (Spain) together with the National Experimental University of Tchira (Venezuela). The study was to design an internal cavity within the airfoil 2415-3s, which was developed in the Czech Technical University (Prague, Czech Republic). A computational study was performed using CFD technique, different models of internal cavities in the profile to select the most appropriate design, manufacturing a prototype 3D; thus achieving validate the computer simulation with experimental data obtained from the tests in the wind tunnel AF6109 of the National Experimental University of Tchira. Visualization techniques were also applied in the wind tunnel, as streamlines smoke and oil films on the airfoil. This procedure corroborated validation of computational simulation. The airfoil selected denominated 2415-3s-TC, whose main characteristic consists of three independent channels each other, housed within the inner cavity, allowing the forced air flow through the cavity, change direction, to lead as more tangentially and, as perpendicular as possible to the step 2415-3s aerofoil. This configuration designed allowed increasing the lift coefficient for higher angles of attack to 8, and for angles near the critical angle.
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Se proponen los impactos radiologicos de los transportes de material radiactivo asociados al ciclo del combustible nuclear durante un ao
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Los aspectos relacionados con el transporte de residuos radiactivos de alta actividad (RAA) hacia el futuro almacn temporal centralizado (ATC) estn de actualidad, por el propio trasiego que se espera en un futuro prximo, el compromiso adquirido de estas actividades con el medio ambiente, la seguridad de las personas [1], as como su normativa reguladora. En Espaa se prev una larga ruta radiactiva de ms de 2.000 kilmetros, por la que el combustible nuclear gastado se transportar presumiblemente por carretera desde las centrales nucleares hasta el ATC, as como los residuos vitrificados procedentes del reprocesado del combustible de la central nuclear Vandellos I, que en la actualidad estn en Francia. Proponemos como hiptesis el siniestro de uno de estos transportes con combustible nuclear gastado en una ruta definida y nos preguntamos: Qu impacto radiolgico se podra generar en el medio ambiente o en individuos tipo cercanos al siniestro, el pblico en general?
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Uno de los objetivos del Proyecto europeo NURISP (NUclear Reactor Integrated Platform) del 7 Programa Marco es avanzar en la simulacin de reactores de agua ligera mediante el acoplamiento de cdigos best-estimate que profundicen en la fsica de ncleo, termohidrulica bifsica y comportamiento del combustible [1]. Uno de estos cdigos es COBAYA3, cdigo de difusin 3D en multigrupos pin-by-pin desarrollado en la UPM, que requiere de libreras de secciones eficaces homogeneizadas a nivel de la barrita de combustible.
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La tendencia ms extendida actualmente para el anlisis tridimensional de ncleos PWR se basa en la utilizacin de cdigos de difusin en multigrupos. Uno de ellos es el cdigo COBAYA3, desarrollado en el Departamento de Ingeniera Nuclear de la Universidad Politcnica de Madrid. Estos cdigos emplean como datos de entrada libreras de parmetros equivalentes homogeneizados (secciones eficaces y factores de discontinuidad), que dependen, entre otros, de las variables locales en el reactor (temperatura del combustible, temperatura del moderador, densidad del moderador y concentracin de boro). Tpicamente, esos parmetros se pre-generan para cada tipo de elemento con un cdigo de transporte determinista..
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Las principales ventajas de los reactores de espectro neutrnico rpido refrigerados por metales lquidos (por ejemplo sodio) no slo consisten en un eficiente uso del combustible por medio de la reproduccin de material fsil y de la utilizacin de uranio natural o empobrecido, sino que adems logran reducir la cantidad de actnidos como el Americio o Neptunio, presentes en el combustible irradiado. El primer aspecto se traduce en una garanta de suministro de combustible prcticamente ilimitada, mientras que el segundo es importante porque estos elementos son los responsables de una gran parte de la actividad del combustible irradiado. La posibilidad de contar con un parque de reactores rpidos posibilitara que la estrategia de ciclo de combustible no tuviese que ser necesariamente de tipo abierto, como en la mayora de los pases que cuentan con energa nuclear, sino una variacin del ciclo cerrado avanzado donde el plutonio y los actnidos minoritarios separados del combustible irradiado forman parte del nuevo combustible que generar energa elctrica. En este trabajo se analiza un hipottico escenario de generacin en Espaa, comprobando si un parque de dichos reactores resolvera algunos de los retos con los que la energa nuclear de fisin actual se enfrenta, ya que, como se ha dicho anteriormente, este tipo de reactores mejoran la seguridad, garantizan el suministro y gestionan ms eficientemente tanto su propio combustible como el combustible irradiado en los reactores LWR actuales. A continuacin se presentan las caractersticas y objetivos de los sistemas innovadores de GenIV, entre los que se encuentran los reactores rpidos ms avanzados, que dan un salto en concepto y en tecnologa respecto a los reactores de Generacin III+. Posteriormente se presenta una descripcin del caso nuclear espaol y finalmente se detallan los resultados del estudio mostrando qu efectos tendra este escenario sobre el aprovechamiento y necesidades del combustible, as como sobre la reduccin del inventario radioisotpico del combustible gastado ya existente y producido por la propia generacin de reactores rpidos.
