Otimização do Funcionamento de Caldeiras Aquatubulares em Indústria de Processo Químico

O presente trabalho centrou-se na otimização do rendimento térmico de duas caldeiras aquatubulares da empresa RAR- Refinaria de Açúcar Reunidas, com a finalidade de identificar onde ocorrem perdas de energia e, desta forma, propor soluções para a sua minimização. Para tal, realizaram-se ensaios em duas caldeiras da empresa providas de queimadores mistos, ou seja podem operar com fuelóleo e gás natural, tanto individualmente, como simultaneamente, sendo que para a realização dos ensaios apenas se utilizou o fuelóleo devido ao seu menor custo. Na caldeira designada por 1 realizaram-se ensaios para os caudais de 300, 500, 800, 1000, 1200, 1400 e 1600 kg/h de fuelóleo. A gama de rendimentos térmicos obtida foi entre 88,3 e 91,2%. Na caldeira designada por 3, efetuaram-se ensaios para os caudais de fuelóleo de 300, 500, 700, 900, 1000, 1200, 1400, 1500 e 1800 kg/h e os rendimentos térmicos obtidos foram entre 85,2 e 88,0%. Em ambas as caldeiras e para caudais baixos verificou-se que a quantidade de ar introduzida no processo de combustão era superior à necessária, conduzindo a uma diminuição dos valores de rendimento térmico. Para 500 kg/h de fuelóleo, por exemplo, a quantidade de ar utilizada foi cerca de duas vezes superiores ao valor estequiométrico. Tendo em conta estes factos, foi proposto ao gestor de energia a implementação de uma nova relação de ar/combustível vs caudal de combustível no sistema de controlo das referidas caldeiras. Após alguns testes (excluindo 300 kg/h de fuelóleo devido a questões de operação), considerou-se como caudal mínimo de operação os 500 Kg/h de fuelóleo nas respetivas caldeiras 1 e 3. Verificou-se que os rendimentos térmicos aumentaram, no caso da caldeira 1, para valores entre os 90,1 e 91,3% e, na caldeira 3, para valores entre 89,0 e 90,9%. Por fim, efetuou-se uma breve análise económica com o intuito de se avaliar e quantificar o que a empresa pode poupar com esta medida. O lucro anual pode oscilar entre 14.400 e 62.640€ ou 104.400 e 136.800€, para as caldeiras 1 e 3, respetivamente.

Localização Ótima de Aparelhos de Corte Normalmente Abertos e Normalmente Fechados em Redes de Distribuição

Tipicamente as redes elétricas de distribuição apresentam uma topologia parcialmente malhada e são exploradas radialmente. A topologia radial é obtida através da abertura das malhas nos locais que otimizam o ponto de operação da rede, através da instalação de aparelhos de corte que operam normalmente abertos. Para além de manterem a topologia radial, estes equipamentos possibilitam também a transferência de cargas entre saídas, aquando da ocorrência de defeitos. As saídas radiais são ainda dotadas de aparelhos de corte que operam normalmente fechados, estes têm como objetivo maximizar a fiabilidade e isolar defeitos, minimizando a área afetada pelos mesmos. Assim, na presente dissertação são desenvolvidos dois algoritmos determinísticos para a localização ótima de aparelhos de corte normalmente abertos e fechados, minimizando a potência ativa de perdas e o custo da energia não distribuída. O algoritmo de localização de aparelhos de corte normalmente abertos visa encontrar a topologia radial ótima que minimiza a potência ativa de perdas. O método é desenvolvido em ambiente Matlab – Tomlab, e é formulado como um problema de programação quadrática inteira mista. A topologia radial ótima é garantida através do cálculo de um trânsito de potências ótimo baseado no modelo DC. A função objetivo é dada pelas perdas por efeito de Joule. Por outro lado o problema é restringido pela primeira lei de Kirchhoff, limites de geração das subestações, limites térmicos dos condutores, trânsito de potência unidirecional e pela condição de radialidade. Os aparelhos de corte normalmente fechados são localizados ao longo das saídas radiais obtidas pelo anterior algoritmo, e permite minimizar o custo da energia não distribuída. No limite é possível localizar um aparelho de corte normalmente fechado em todas as linhas de uma rede de distribuição, sendo esta a solução que minimiza a energia não distribuída. No entanto, tendo em conta que a cada aparelho de corte está associado um investimento, é fundamental encontrar um equilíbrio entre a melhoria de fiabilidade e o investimento. Desta forma, o algoritmo desenvolvido avalia os benefícios obtidos com a instalação de aparelhos de corte normalmente fechados, e retorna o número e a localização dos mesmo que minimiza o custo da energia não distribuída. Os métodos apresentados são testados em duas redes de distribuição reais, exploradas com um nível de tensão de 15 kV e 30 kV, respetivamente. A primeira rede é localizada no distrito do Porto e é caraterizada por uma topologia mista e urbana. A segunda rede é localizada no distrito de Bragança e é caracterizada por uma topologia maioritariamente aérea e rural.

Determinação das tensões residuais e deformações resultantes do processo de soldadura TIG através do método dos elementos finitos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Contributos para a melhoria da durabilidade e sustentabilidade de argamassas e betões - Avaliação da reatividade de pozolanas artificiais

CONSTRUÇÃO 2012, Universidade de Coimbra, Dez. 2012

Biología y pesquería del perico o dorado Coryphaena hippurus, febrero 2010

La prospección para evaluar la biología y pesquería de Coryphaena hippurus perico o dorado, se efectuó del 10 de febrero al 1 de marzo 2010, a bordo del BIC Imarpe V. El área de extracción fue de 4°59’32,8’’ a 10°15’20,1’’S y de 79°55’16,2’’ a 84°35’04,2’’W; la captura total fue 1.500,5 kg. La CPUE varió de 0,9 a 18,2 kg/Nº Anzuelos/1000*hora efectiva de pesca. Se encontró alta selección interespecífi ca del espinel superfi cial, al capturar 87,8% de perico y 8 especies de peces, tortugas y cefalópodos. El rango de tallas para hembras fue 79 - 141 cm de LT, en machos fue 100 - 157 cm LT. El factor de condición de Fulton en machos varió de 0,30 a 0,46 y en hembras de 0,32 a 0,40. Se determinó para hembras: L∞=148,92 cm, tasa de crecimiento anual (K) 1,081, se estimó t0 = -0,076 años, el Índice de performance Ǿ= 4,38; para machos, estos parámetros fueron L∞=169,75 cm, tasa de crecimiento anual (K) de 0,893, t0 = -0,115, índice de performance Ǿ= 4,40. La curva de crecimiento en talla para hembras, indica que a un año de edad la LT es 102,4 cm y en machos 107 cm. El máximo crecimiento en peso para hembras y machos fue a 1,5 años de vida. El Índice gonadosomático (IGS) fl uctuó de 3,2 a 4,6 mostrando comportamiento heterogéneo. La proporción sexual fue de 2:1 favorable a las hembras. La fecundidad parcial fue de 324.416 ovocitos por tanda de desove. La fecundidad relativa fue 56 ovocitos/ gramo de peso corporal. El tipo de alimento fue peces, cefalópodos y crustáceos con dominancia de Exocoetus volitans (%IRI = 31,6), Argonauta spp. (%IRI = 26,4) mostrando variaciones según zonas y tallas. El consumo de alimento fue 472,7 g/ind./día correspondiente a 7,4% de su peso corporal, presentando fl uctuaciones con respecto a la talla; alimentándose en horas de la mañana, con un máximo entre las 8:00 y 9:59 horas. Se encontraron 5.762 parásitos, identifi cándose 8 especies en cuatro taxas. La prevalencia parasitaria indica que Tentacularia coryphaenae y Bathycotyle coryphaenae alcanzan el 100%, seguido por Hysterothylacium sp. 62% y Caligus coryphaenae 46%. El mayor número de parásitos se encontró en el estómago. Los peces entre 96–100 cm de LT son los más parasitados. La mayor incidencia parasitaria se encontró en la zona norte, en el tramo Paita-Salaverry. Los registros de temperatura en la columna de agua fueron de 12,7 a 27,3 °C y las ATSM de 0,2 a 4,1 °C. Por el frente oceánico se observaron comportamientos térmicos cálidos asociados a las masas de Aguas Ecuatoriales Superfi ciales y Aguas Subtropicales Superfi ciales y por la zona costera se localizaron Aguas Costeras Frías tanto en Chimbote como en Chicama con temperaturas próximas a 22,0 °C. La concentración de oxígeno disuelto superfi cial se presentó favorable para el perico.

EXAO (Experimentació assistida per ordinador). 'EXAO (Experimentación asistida por ordenador)'.

Programa sobre MS-DOS orientado a Ciencias Experimentales en Secundaria. Se trata de un software que permite medir, almacenar y tratar diferentes tipos de datos captados por sensores en el laboratorio. Estos sensores envían diferentes tensiones eléctricas las cuales, a su vez, son captadas y convertidas a caracteres binarios por una placa especial. El programa se descompone en dos módulos: Exao-1, que cubre los sensores ópticos, acústicos, magnéticos, paramagnéticos y térmicos y es muy útil para estudios de mecánica y cinemática, por ejemplo. El segundo módulo, Exao-3, trabaja sobre los circuitos eléctricos. Incorpora un manual, de creación posterior, 1992, en que se detalla exhaustivamente el funcionamiento del software y se anexan dos amplios grupos de experiencias a realizar con el programa y en el laboratorio.

Investigación educativa sobre la formación práctica de los ingenieros industriales en los laboratorios de ingeniería energética e ingeniería eléctrica.

El trabajo se ha desarrollado en la Escuela Politécnica Superior de Burgos, donde se imparten, entre otras, las titulaciones de Ingeniería Técnica Industrial, especialidades en Mecánica y Electrónica. Los profesores implicados en su desarrollo pertenecen al Departamento de Ingeniería Electromecánica, a las Areas de Conocimiento de Máquinas y Motores Térmicos y de Ingeniería Eléctrica. También uno de los investigadores es profesor del Area de Didáctica de las Ciencias Experimentales, de la Facultad de Humanidades y Educación. Objetivos: Se han mantenido los objetivos señalados en la memoria descriptiva que se presentó en la convocatoria, es decir, desarrollo de un modelo de Trabajos Prácticos para la formación de los ingenieros que tenga en cuenta las últimas aportaciones de las teorías cognitivas sobre el aprendizaje. Plan de Trabajo: En el primer año (2000) del Proyecto se cubrieron completamente los dos primeros objetivos concretos del proyecto y, en el segundo año (2001), los objetivos tres y cuatro: Objetivo 1: Análisis de los trabajos de laboratorio desarrollados actualmente. Se han analizado guiones y cuadernos de prácticas de las asignaturas 'Termodinámica y Termotecnia' y 'Electricidad y Teoría de Circuitos' (o de asignaturas con otro nombre pero con contenidos equivalentes) de varias Escuelas de Ingenieros, estableciendo el nivel actual de exigencia en las prácticas de estas materias. Objetivo 2: Fundamentación de un modelo alternativo de trabajos de laboratorio. Se ha realizado una búsqueda bibliográfica relativa a los modos de aprendizaje en el laboratorio. La mayoría de las referencias encontradas se refieren a enseñanzas de las Ciencias Básicas (Química, Física), resultando escasísima la investigación sobre enseñanza de Ciencias de la Ingeniería y Materias Tecnológicas. Basándose en la recopilación bibliográfica realizada, se ha elaborado un modelo de aprendizaje basado en la actitud investigativa del alumno, reflejado en nueve características fundamentales. Objetivo 3: Elaboración de trabajos de laboratorio con el nuevo modelo. Mediante fichas de control que recogen las nueve características anteriores, se han analizado las prácticas actuales de ambas asignaturas que se imparten en la Escuela Politécnica Superior de Burgos. Se ha elaborado una práctica piloto en la que pone a prueba el nuevo modelo. Esta práctica, titulada 'Introducción a la Transmisión de Calor por Convección', se ha impartido, en abril y mayo de 2001, en la asignatura Introducción a la Ingeniería de Materiales, correspondiente al primer curso de la titulación de Ingeniería Técnica Industrial (Electrónica). La práctica fue impartida por tres profesores del grupo investigador y las conclusiones obtenidas de la evaluación se han presentado como resultados preliminares de la investigación en las II Jornadas de Ingeniería Termodinámica celebradas en Junio de 2001 en la Universidad Rovira i Vigill. Objetivo 4: Extensión del nuevo modelo en las prácticas de laboratorio. El análisis realizado sobre los trabajos prácticos existentes hasta ahora, así como la experiencia adquirida en la práctica piloto mencionada en el apartado anterior, ha supuesto una reorientación de la práctica de las asignaturas hacia el nuevo modelo. Se han elaborado algunos guiones nuevos correspondientes a aquellas sesiones de laboratorio donde se podía esperar una significativa mejora del aprendizaje. Estos nuevos guiones se están poniendo en práctica durante el curso 2001-2002 en dos asignaturas de Ingeniería Técnica Industrial impartidas por el Area de Conocimiento de Máquinas y Motores Térmicos. La mayor incidencia del nuevo modelo de prácticas se realiza en la asignatura Ingeniería Térmica, concretamente en las prácticas PIT01,PIT02, PIT04, Y PIT06. Actualmente, está en redacción un artículo sobre esta investigación. Documentación que se ha generado durante el proyecto: Documento 1: Práctica piloto 'Introducción a la Transmisión de Calor por Convección', de la asignatura Introducción a la Ingeniería de Materiales, primer curso de Ingeniería Técnica Industrial (Electrónica) de la Universidad de Burgos. Documento 2. Comunicación 'Nuevas técnicas de aprendizaje en el laboratorio de Ingeniería Térmica', presentada por miembros del equipo investigador de las II Jornadas de Ingeniería Termodinámica, celebradas el 7 y 8 de junio de 2001 en la Universidad Rovira i Virgili (Tarragona). Documento 3. Cuaderno de guiones de prácticas de laboratorio de la asignatura Ingeniería Térmica, segundo curso de Ingeniería Técnica Industrial (Mecánica) de la Universidad de Burgos.

Programa guía ' calor y temperatura'.

Realizado por cuatro profesores de enseñanza secundaria. Los objetivos planteados son: Comprender y expresar mensajes científicos sencillos, utilizando el lenguaje verbal de forma rigurosa y otros sistemas de notación. Desarrollar y seguir el mé todo científico. Desarrollar y aplicar estrategias personales en la resolución de problemas y experiencias sencillas. Elaborar informes sobre todas las actividades realizadas. Utilización correcta del material de laboratorio y de la bibliografía adecuada. Que el alumno se interese por el trabajo científico. Todos estos objetivos se centran en el estudio del concepto de calor. El proceso planificado es el siguiente: deducción de posibles explicaciones de fenómenos y procesos térmicos que ocurren en la vida cotidiana. Uso del termómetro y medición de temperatura con el mismo. Utilización de distintas escalas termométricas y de diferentes unidades de energía. Conocimiento y manejo de tablas de conversión. Emisión de hipótesis. Resolución de problemas numéricos con distintas variables físicas. Aplicación del principio de conservación de la energía. Determinación experimental del calor específico y obtención experimental de una gráfica de calentamiento de un cuerpo. Manejo de diferentes textos como forma de aprendizaje. El proceso de evaluación se realiza de forma continua e individualizada, a través de la observación directa del alumno, de su cuaderno de trabajo, realización de pruebas escritas periódicas, evaluación de actividades realizadas y autoevaluación del alumno mediante contrastación con el profesor. Los criterios a tener en cuenta son: comprensión y expresión de las ideas básicas de la ciencia; uso de fuentes e instrumental; capacidad de uso de estrategias en la solución de problemas; capacidad para el trabajo en grupo; y la actitud del alumno.

Automoción : desarrollo curricular del ciclo formativo de grado superior de FP.

Este material curricular contiene la definición y el desarrollo de los procesos de enseñanza-aprendizaje de Automoción, ciclo formativo de grado superior de la Formación Profesional Específica (FPE). Para su confección se ha partido de los elementos recogidos en los correspondientes Reales Decretos de enseñanzas mínimas y del currículo del Ministerio de Educación y Ciencia. Tiene la finalidad de orientar al profesorado que imparte las enseñanzas de FPE contempladas en la LOGSE. Estos materiales son programaciones precisas que pueden ser adaptadas y aplicadas por los profesores de forma directa. Los elementos curriculares se presentan ordenados en un conjunto de fichas, cada una de las cuales se corresponde con una unidad de trabajo. A pesar de ser un producto casi acabado, los materiales tienen un carácter experimental, pudiendo ser depurados y perfeccionados mediante el contraste con la práctica docente. Los módulos tratados son: 1.- Sistemas eléctricos de seguridad y de confortabilidad. 2.- Sistemas de transmisión de fuerzas y trenes de rodaje. 3.- Motores térmicos y sus sistemas auxiliares. 4.- Elementos amovibles y fijos no estructurales. 5.- Preparación y embellecimiento de superficies. 6.- Estructuras de vehículos. 7.- Gestión y logística del mantenimiento en automoción.

Las energías renovables en los centros de educación (escuelas de Educación Primaria e institutos de Educación Secundaria).

Se presenta un proyecto de utilización de energías renovables en las escuelas de Educación Primaria y en los institutos de Educación Secundaria de la Comunidad Valenciana. Se propone la utilización de sistemas solares térmicos o fotovoltaicos, o de otros sistemas similares para sustituir progresivamente el uso de combustibles fósiles para la calefacción e iluminación. Además se describen los beneficios de la implantación de estos sistemas en las escuelas e institutos, tanto por su ahorro económico a largo plazo como por su respeto medioambiental. Finalmente se realiza un estudio detallado de los consumos de energía necesarios en uno de estos centros escolares.

Sistema virutal de apoyo para el aprendizaje de la ingeniería térmica.

Convocatoria a los Premios Nacionales de Investigación e Innovación Educativas 2005. Modalidad de Innovación Educativa. Mención Honorífica

Desarrollo de modelos para la asignación de créditos ECTS en asignaturas de Ingeniería Industrial.

Resumen tomado de la publicación

Eliminación de compuestos causantes de olores mediante adsorbentes/catalizadores obtenidos a partir de lodos de depuradora

El aumento de la cantidad de lodos y las dificultades inherentes a su aplicación agrícola y/o disposición en vertederos, hace necesario encontrar nuevas alternativas para su gestión. A nivel europeo, hoy en día se tiende hacia la aplicación de tratamientos térmicos (incineración, pirólisis y gasificación) que permiten una valoración energética de los lodos, si bien generan un residuo sólido que sigue siendo necesario gestionar. El problema medioambiental provocado por (malos) olores resulta difícil de abordar de una manera genérica, teniendo en consideración la propia naturaleza del olor y sus posibles causas. Los olores en las EDARs son provocados básicamente por la degradación de la materia orgánica en condiciones anaeróbicas y se detectan en todas las operaciones unitarias en diferentes niveles de concentración. Esta tesis incidiendo en ambos aspectos, tiene por objeto investigar la valorización de lodos como materiales precursores de adsorbentes/ catalizadores para la eliminación de olores en el entorno de las EDARs, maximizando la reutilización de los lodos. Para la realización de los experimentos se han seleccionado lodos procedentes de tres EDARs situadas en la región de Girona (SC, SB, SL) que difieren en cuanto al tratamiento de los lodos. Ambas muestras han sido caracterizadas con el fin de determinar las diferencias más importantes en los lodos de partida. Los parámetros de caracterización incluyen el análisis de composición química (análisis elemental e inmediato, determinación contenido en cenizas, medida pH, DRX, FT-IR, SEM / EDX) así como análisis de superficie (adsorción de N2 y CO2). En primer lugar los lodos caracterizados han sido sometidos a diferentes tratamientos térmicos de gasificación y pirólisis y los adsorbentes/ catalizadores obtenidos se han probado como adsorbentes para la eliminación de H2S. Como consecuencia de este estudio, se ha desechado el uso de uno de lodos (SC) puesto que se obtenían resultados muy similares a (SB), a continuación el estudio se centró en el lodo de SL. Con este objetivo se han preparado 12 muestras 6 de ellas pirolizadas y 6 gasificadas en el rango de temperaturas que comprende 600-1100 ºC. Posteriormente las muestras han sido caracterizadas y se ha determinado la capacidad de eliminación (x/M) del H2S. Los resultados muestran que hemos sido capaces de obtener unos materiales que si bien, presentan un bajo desarrollo de porosidad dan lugar a valores de capacidades de eliminación elevados y comparables a carbones y materiales adsorbentes comerciales (Centaur, Sorbalit). Las elevadas eficiencias de eliminación se atribuyen básicamente a la presencia de especies catalíticamente activas tales como los óxidos mixtos de calcio y hierro determinados por DRX en las muestras tratadas térmicamente. El segundo bloque de resultados se centra la mejora de las propiedades texturales de estos materiales adsorbentes. Con este objetivo se llevaron acabo procesos de activación física con CO2 y química con H3PO4 e hidróxidos alcalinos (NaOH y KOH), que hasta el momento no se había probado con este tipo de precursores. Los resultados indican que la activación física (CO2) y química (H3PO4) no son unos buenos métodos para la obtención de adsorbentes altamente porosos con este tipo de materia prima bajo las condiciones probadas, sin embargo la activación con hidróxidos alcalinos da lugar a materiales adsorbentes con superficies específicas de hasta 1600 m2g-1. En el caso de la activación con hidróxidos, tanto el incremento de la relación agente activante/ precursor como el incremento de la temperatura producen un descenso del rendimiento, al mismo tiempo que incrementan el valor de SBET. Los materiales resultantes de la activación con hidróxidos alcalinos se han probado como adsorbentes/ catalizadores para la eliminación de H2S. Los resultados indican que un incremento del área superficial no es indicativo de un aumento de la capacidad de eliminación dada la naturaleza ácida de estos materiales obtenidos. Con el fin de contrarrestar el efecto ácido de estos materiales se han realizado los mismos ensayos añadiendo NaOH al lecho de reacción llegando a valores de x/M de hasta 450 mgg-1. Posteriormente también se han realizado ensayos de eliminación de NH3 con algunas de estas muestras, y los resultados obtenidos de x/M son del orden de carbones activados comerciales. Los materiales adsorbentes obtenidos tras la activación con hidróxidos alcalinos se convierten en materiales muy atractivos para ser utilizados como adsorbentes/ catalizadores de múltiples contaminantes (COVs, Hg...).

Filmes finos de óxido de estanho: efeitos da implantação iônica e de ambientes oxidantes e redutores

Filmes finos de óxido de estanho depositados por "sputtering" reativo foram caracterizados com bases em análises feitas por Espalhamento Nuclear Ressonante, Espectroscopia por Retroespalhamento Rutheford, Espectroscopia Mössbauer de Elétrons de Conversão e Difração de Raios-X e pelas medidas de Resistência de Folha. Numa primeira fase, as amostras foram submetidas a tratamentos térmicos em ar e expostas à gás de cozinha, afim de testar as propriedades sensoras do material. Os filmes finos como depositados foram modificados pelos tratamentos térmicos e exposições a gases, que aumentaram sua condutividade elétrica e alteraram a concentração de vacâncias de oxigênio. Numa segunda fase, os filmes foram submetidos a diferentes tratamentos térmicos, implantados com os íons Fe+, ZN+,Cu+,Ga+ e As+ e novamente tratados termicamente. Foram observados aumentos na condutividade elétrica induzidos pela dopagem dos filmes e algumas correlações entre o perfil de distribuição das espécies implantadas e as razões O/Sn em função da profundidade.

Interações magnéticas e magnetoresistencia em Co/sub 10/ Cu/sub 90/

Foram investigados os efeitos de tratamentos térmicos nas propriedades estruturais, magnéticas e de magnetotransporte eletrônico de fitas de Co10Cu90 rapidamente resfriadas (“melt-spun”) enfatizando o estudo de possíveis relações entre as interações magnéticas entre grãos, camadas e cristais presentes nestes materiais e a magnetoresistência. A análise combinada da evolução estrutural e da intensidade das interações entre os grãos magnéticos mostra claramente o papel de alguns parâmetros estruturais (tamanho e densidade de partículas, distância entre partículas) e da própria intensidade das interações entre as partículas nas propriedades de transporte eletrônico em presença de um campo magnético.