Mejoramiento del comportamiento térmico de sistemas de calentamiento de agua solares termosifónicos hechos con materiales no convencionales y con tanques de almacenamiento verticales y horizontales

El objeto de estudio de este proyecto son los sistemas de calentamiento de agua mediante energía solar que funcionan termosifónicamente. En particular se tratará con dos diseños particulares generados por fabricantes de la Provincia de Córdoba y que han solicitado el asesoramiento del Grupo de Energía Solar (GES) para el mejoramiento de la performance térmica de dichos equipos. Se trata de dos sistemas que tienen materiales no tradicionales y se diferencian además por tener una distinta disposición del tanque de almacenamiento: uno es en forma vertical y el otro en forma horizontal. Basados en los resultados de un ensayo bajo norma internacional, donde se detectaron algunas puntos factibles de mejora, se propone en este proyecto el análisis en detalle de los equipos, para lo cual se les debe desarmar completos, para realizar un estudio analítico y experimental de los mismos con el objeto de hacer un planteo teórico-analítico del comportamiento de los mismos, con la implementación de propuestas de mejora y chequeo de los resultados. Se propone entonces como objetivo lograr un mejoramiento de la performance térmica de los citados equipos a partir de un estudio experimental y analítico. Asumiendo esta posibilidad de mejora, se plantea la hipótesis de que es posible representar el funcionamiento de estos equipos mediante modelos físico-matemáticos desarrollados a partir de ecuaciones y correlaciones conocidas y procesos a interpretar mediante resoluciones numéricas y softwares específicos de simulación. De esta manera, se plantea el despieze completo de los equipos para estudiar en detalle su estructura y conexiones internas y a partir de la geometría, dimensiones y propiedades termofísicas de materiales constructivos y fluidos de trabajo, realizar modelos físico-matemáticos que permitan realizar variaciones de propiedades y geometría y así buscar las mejores combinaciones que produzcan equipos más eficientes térmicamente. Los modelos físico-matemáticos serán codificados en lenguajes de alto nivel para poder luego de una validación de los modelos, correr simulaciones en un software de reconocimiento internacional que permite sumar dichos modelos mediante un protocolo de comunicación, haciendo que las poderosas prestaciones del software se puedan aplicar a nuestros modelos. Se complementará el estudio con un análisis exergético para identificar los puntos críticos en que se producen las pérdidas de oportunidad de aprovechar la energía disponible, para así analizar cómo solucionar los problemas en dichos puntos. Los materiales a utilizar serán los propios equipos provistos por los fabricantes, que serán modificados convenientemente para operarlos como prototipos Se espera obtener un conocimiento acabado de los procesos y principios de funcionamiento de los equipos, que permita plantear las mejoras, las cuales se implementarán en los prototipos, realizándose una medición mediante norma igual a la inicial para ver en que magnitud se logran las mejoras esperadas. Se pretende además que las mejoras a implementar, en la etapa de transferencia a las empresas involucradas, redunden no sólo en un beneficio técnico, sino que también los sea desde el punto de vista económico. Para ello se trabajará también sobre los procesos y métodos de fabricación para que los equipos mejorados no sean mas caros que los originales y de ser posible sean aún más económicos, todo esto apuntando a la difusión de la energía solar térmica y poner al alcance de todos estos equipos tan convenientes para la propagación de las energías limpias. El proyecto redundará también en un importante beneficio para el conocimiento de la comunidad científica en general, con el aporte de nuevos resultados en diseños novedosos y con nuevos materiales. Además, la institución se beneficiará con la formación que obtendrán los integrantes del proyecto, muchos de ellos en etapa de realización de sus estudios de posgrado y en una etapa importante de su vida como investigadores.

Transferencia de conocimiento, tecnologías e información para la adecuada gestión de los embalses que suministran de agua potable al Gran Córdoba.

El agua potable es un requisito indispensable e insustituible para la vida humana. Su importancia es tan grande que se justificaría pagar elevados costos para acceder a ella, pero también es necesario considerar las previsiones sobre problemas futuros de su disponibilidad. La cantidad de agua potable en el Gran Córdoba hoy es escasa, y por ello debe ser usada responsablemente y su gestión debe ser estratégicamente planificada. Un aumento en su disponibilidad (cantidad) conllevaría a un aumento en la calidad de este recurso. Por el contrario, un incremento sostenido de la población y la variación de las necesidades del consumidor repercutirían negativa y significativamente en su disponibilidad y calidad, pudiendo ocasionalmente deteriorar la sostenibilidad de los suministros actuales de agua potable en la región del Gran Córdoba. Cuando el agua se pierde o se degrada por la sobreutilización o contaminación, no puede reemplazarse. Garantizar la disponibilidad de las aguas y mantener o restaurar su calidad, constituye la meta de la gestión hídrica más valorada por la sociedad, lo cual demanda una efectiva complementación de las acciones desarrolladas por las autoridades hídricas (provinciales y nacionales) y usuarios del agua. Aquí, la planificación hídrica es necesaria tanto para (1) atender adecuadamente las demandas previsibles, como también para (2) orientar la radicación de actividades como una manera de influir sobre las demandas de agua. Con respecto a lo primero, para consolidar la continuidad del suministro de agua potable al Gran Córdoba, es importante tener un entendimiento integral del sistema de fuentes de agua involucradas: Embalse San Roque y Embalse Los Molinos. Desde 1997, un quipo interdisciplinario de profesionales e investigadores de las áreas de la Ingeniería Hidráulica y Ambiental, Biología y Química de la FCEFYN de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC), han venido realizando tareas que combinan herramientas numéricas, de campo, de laboratorio y de teledetección para el monitoreo y modelado eco-hidroambiental en los embalses citados. En este contexto, los resultados obtenidos y que refieren a la caracterización de la hidrodinámica de los mismos, de la evolución de la calidad de su agua, sus respuestas ante eventuales escenarios de crecimiento de la población o periodos de sequías prolongados, las implicancias de la instalación y manejo de un sistema de mezclado artificial, y los impactos ambientales o perjuicios a terceros que pudiera aparejar un determinado manejo, asignación del recurso o contaminación de una de estas fuentes de agua, asoman como la información básica requerida por las autoridades que gestionan la cantidad y calidad del agua potable en el Gran Córdoba. La transferencia de conocimiento, tecnología e información con la que responde este grupo de investigadores y profesionales de la UNC se orienta entonces a servir de guía a las tareas de planificación hídrica (y garantizar la toma de decisiones más acertada) de la Subsecretaría de Recursos Hídricos de la Provincia de Córdoba. Así, las previsiones de las demandas y el control de externalidades hídricas tendrán mayor éxito cuando se disponga de un mayor entendimiento del régimen dinámico y de calidad del sistema hídrico en conjunto, y se tengan menores incertidumbres en juego. Con respecto a lo segundo, la realización de talleres, seminarios informativos en colegios secundarios y centros vecinales en la temática, buscan contribuir al fortalecimiento de la cultura del agua, la reducción de la demanda específica y a la difusión de los trabajos que se vienen realizando, a fin de informar y lograr la participación efectiva de los usuarios del agua y asi propender a la Gestión Integrada de los Recursos Hídricos del Gran Córdoba.