Levantamiento batimétrico y medición de parámetros físico-químicos en el Lago de Ilopango, El Salvador

Esta investigación presenta resultados del levantamiento batimétrico exploratorio realizado en el Lago de Ilopango. El objetivo principal es cuantificar las profundidades utilizando la propagación acústica de pulsos generados a partir de un sonar monohaz, para generar una carta batimétrica, un modelo de elevación digital y establecer una línea base del régimen de estratifición físico-químico de la columna de agua, como herramienta para establecer futuros programas de monitoreo y caracterización del Lago de Ilopango. En este trabajo se registro la profundidad en 279,148 puntos separados cada tres metros y distribuido en una malla 36 perfiles que permitieron identificar siete estructuras intracaldéricas, probablemente asociados a los últimos cuatro episodios eruptivos. Por otra parte, las zonas de mayor profundidad se registraron principalmente al oeste de las Islas Cerros Quemados, frente a las Puntas de La Península y Tenango, con profundidades máximas de 235.9 ± 4.7 m y un volumen estimado de 9.97km3. El modelo 3D de la caldera, refleja una morfometría con un fondo considerablemente plano y grandes pendientes en las orillas. Por otra parte, los resultados observacionales a partir de los cuarenta perfiles que conformaron la malla de medición de la temperatura, conductividad y pH, indican que las variaciones espaciales y temporales en la columna de agua producto calentamiento del agua superficial se propaga hacia las capas más profundas favoreciendo la estratificación térmica directa que teniendo un papel importante en la regulación de la mezcla vertical en el lago. Los valores de pH son relativamente estables entre 8.0 a 8.8; los máximos observados de 9.7, posiblemente relacionados a la actividad fotosintética del fitoplancton en los meses de mayo a junio, cuando ocurre la proliferación de microalgas, cambiando la tonalidad del agua de lago. El contenido promedio de sales disueltas fue medido por intermedio de la conductividad eléctrica realizadas en 15 perfiles de 160 m de profundidad. En superficie en marzo de 2015 a 26°C, los valores registrados fueron de 1.9185µS.cm-1, 2.0479 µS.cm-1 en 12 perfiles en mayo de 2015 y 1.9108 µS.cm-1 en 13 perfiles en Enero de 2016.

Numerical estimation of Carbonate properties using a digital rock physics workflow

Digital rock physics combines modern imaging with advanced numerical simulations to analyze the physical properties of rocks -- In this paper we suggest a special segmentation procedure which is applied to a carbonate rock from Switzerland -- Starting point is a CTscan of a specimen of Hauptmuschelkalk -- The first step applied to the raw image data is a nonlocal mean filter -- We then apply different thresholds to identify pores and solid phases -- Because we are aware of a nonneglectable amount of unresolved microporosity we also define intermediate phases -- Based on this segmentation determine porositydependent values for the pwave velocity and for the permeability -- The porosity measured in the laboratory is then used to compare our numerical data with experimental data -- We observe a good agreement -- Future work includes an analytic validation to the numerical results of the pwave velocity upper bound, employing different filters for the image segmentation and using data with higher resolution

Spin injection in two-dimensional layered materials and local magnetoresistance side-effects

180 p.

Contribución al estudio de las propiedades físicas de suelos ándicos de las Islas Canarias

En este trabajo se han estudiado las propiedades físicas más relevantes de una selección de Andisoles y suelos ándicos naturales y cultivados de las Islas Canarias: curvas características de retención de agua, conductividad hidráulica saturada, cambios de volumen asociados a variaciones de humedad (hinchamiento/retracción), comportamiento frente a los agentes dispersantes y efecto de las condiciones de salinidad/sodicidad en la permeabilidad de los suelos. Se han realizado tanto ensayos de laboratorio como de campo. Las propiedades ándicas están determinadas por silicatos de aluminio y oxihidróxidos de Fe y Al no cristalinos. Los resultados reflejan la influencia relativa de las propiedades ándicas frente a los minerales de arcilla en las propiedades físicas de los suelos, así como su respuesta particular a las prácticas de manejo. Se han evaluado los mecanismos implicados en la pérdida de estabilidad estructural y permeabilidad en relación a la sodificación y contenido en materiales amorfos. Se han obtenido relaciones destacadas entre los parámetros indicadores de los componentes amorfos y las características de retención de agua, permeabilidad y resistencia a la dispersión y se ha puesto de manifiesto el efecto estabilizante de las propiedades ándicas frente a la sodificación, por lo que se sugiere la utilización de las propiedades ándicas o indicadoras de las mismas, en los análisis de rutina y en los sistemas de capacidad de uso y aprovechamiento del suelo.

Nuevos vidrios del sistema Li2S-Sb2S3-P2S5 para aplicación en microbaterías de litio.

Actualmente existe un gran interés hacia los vidrios sulfuros debido a la alta conductividad promovida por el ión litio. En el presente trabajo se expone un estudio sobre los nuevos vidrios basados en el sistema Li2S-Sb2S3 que son conductores iónicos de litio con posible aplicación en las baterías de estado sólido. La síntesis de vidrios fue realizada por el método de fusión-templado. Y su formación fue confi rmada mediante difracción de rayos X (DRX) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Se llevó a cabo análisis de espectroscopía de impedancia para evaluar sus conductividades. La conductividad iónica alcanzó valores hasta 10-6 S/cm a temperatura ambiente que permite ubicarlos como conductores sólidos para posibles aplicaciones en microbacterías. Además, se reportaron los valores de energía de activación, Ea, los factores preexponenciales, σ 0, y el modelo del circuito equivalente R(RQ)(RQ).

Hematina como catalizador biomimético en la síntesis de polianilina conductora.

El propósito de este trabajo fue la polimerización de la anilina utilizando la hematina como catalizador biomimético en un medio de reacción ácido utilizando como disolvente el ácido acético, lo cual permitió realizar la síntesis de polianilina sin la necesidad de usar “plantillas” las cuales afectan las propiedades electroquímicas del producto final. El polímero sintetizado mediante esta técnica mostró buenas características estructurales tal y como lo demostraron los espectros de FTIR y UV-Vis. Además de contar con una buena cristalinidad y estabilidad térmica, como se pudo constatar en las pruebas de DRX y TGA respectivamente. La conductividad eléctrica, la electroactividad y la reversibilidad oxidativa de la polianilina sintetizada fueron bastante aceptables considerando las condiciones de síntesis. Finalmente el proceso de optimización de la reacción llevó a rendimientos de hasta 70%.

Metodología para selección tribológica de lubricantes para formado de cuerpos de aluminio

Los refrigerantes para el “formado de cuerpo” de latas de aluminio consisten de emulsiones de aceite en agua los cuales son utilizados como lubricantes en el proceso de planchado. Estos lubricantes se formulan para enfriar la interfase en el proceso de formación de la lata y proveer la lubricidad necesaria para el planchado. En el presente trabajo se presenta una nueva metodología para la selección de distintos refrigerantes para “formado de cuerpo” en función a su desempeño tribológico utilizando un tribómetro de confi guración espiga y bloque en V. Los resultados experimentales indican que la conductividad térmica de cada lubricante es un parámetro muy importante en su desempeño tribológico. Este método se aplica ya con éxito para evaluar y comparar el funcionamiento de refrigerantes comerciales para “formado de cuerpo” de latas de aluminio.

Síntesis, caracterización, propiedades eléctricas y electroquímicas de Na₃V₂-xAlx(PO₄)2F₃ (x=0,0.02, 0.05, 0.1) como cátodos para su aplicación en baterías de ion-litio

Propósito y Método del Estudio: La demanda de baterías recargables ha aumentado de manera significativa cada año durante la última década impulsada por las necesidades vinculadas con el desarrollo tecnológico (portabilidad, alto desempeño de dispositivos electrónicos, vehículos eléctricos). La batería ión-litio es el dispositivo de mayor consumo, está diseñado para el almacenamiento y conversión de energía eléctrica basado en electrodos de intercalación. En la actualidad los esfuerzos están dirigidos a la mejora y/o remplazo de los componentes actuales de las baterías: ánodo, cátodo (LiCoO2) y electrolito, por materiales que tengan más altos rendimientos en términos de energía, potencia, costo, confiabilidad, tiempo de vida y seguridad. En este trabajo de investigación se prepararon y caracterizaron cuatro compuestos Na3V2-xAlx(PO4)2F3 (x= 0, 0.02, 0.05, 0.1) como materiales catódicos para baterías ión-litio. Estos materiales se obtuvieron mediante el método Pechini. La caracterización morfológica y microestructural se llevó a cabo por Microscopia Electrónica de Barrido de Emisión de Campo (FESEM), el análisis textural por Fisisorción de N2 por la técnica BET; la composición química y cristalográfica se determinó por Espectroscopia de Emisión de Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-OES), Espectroscopia de Energía Dispersiva de Rayos X (EDXS) y Difracción de Rayos X (XRD), mientras que por Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS) se realizó la caracterización eléctrica; por último la aplicación de los materiales como cátodos en baterías ión-litio se evaluó mediante pruebas Galvanostáticas de carga/descarga. Contribuciones y Conclusiones: Se establecieron las condiciones de síntesis para los materiales Na3V2-xAlx(PO4)2F3 x= 0, 0.02, 0.05 y 0.1 vía método Pechini. El dopaje de la fase Na3V2-xAlx(PO4)2F3 se llevó a cabo con éxito hasta x=0.1 moles de aluminio, dado que se conservó la estructura cristalina tetragonal del Na3V2(PO4)2F3 (JCPDS 01-089-8485). Los materiales obtenidos tienen una microestructura formada por partículas de forma granular de tamaño nanométrico (40-100nm), esto se atribuye al efecto del carbono residual en la muestra (en promedio 8% en peso) ya que inhibe el crecimiento de partícula, además que permite mejorar el contacto entre las partículas lo que beneficia a la conductividad electrónica del material. Los materiales obtenidos tienen en promedio un tamaño de poro de 20 nm, con un área superficial del orden 30 m2/g. La fase con 0.05 moles de aluminio presentó el mejor resultado bajo las condiciones de estudio. Conjuga dos de las características básicas de una batería, presenta una alta capacidad de carga/descarga (123/101 mAh/g a un voltaje de celda de 4.4 V vs Li) y una buena capacidad de retención (82%), en comparación al material sin dopar (128/63 mAh/g y 49% de retención). Por lo anterior, el dopaje de la fase Na3V2(PO4)2F3 con Al, logró la estabilización de la estructura frente a los procesos de ciclado. Por lo cual es un material prometedor para su aplicación como cátodos en baterías ión-litio o ión-sodio.

Síntesis y caracterización de películas delgadas del sistema CuₓSnᵧSz

Recientemente, debido al alto consumo energético, la investigación de nuevos materiales semiconductores de bajo costo y no tóxicos para la fabricación de dispositivos fotovoltaicos ha sido de gran interés. En el presente proyecto se sintetizaron y caracterizaron películas delgadas de Cu2SnS3 y Cu4SnS4, obtenidas mediante la combinación de las técnicas de depósito por baño químico y evaporación térmica. Se obtuvieron películas delgadas de SnS de estructura ortorrómbica de 350 nm de espesor mediante baño químico como películas precursoras. Se depositaron capas de Cu (30, 50, 75 y 150nm) mediante evaporación térmica. Calentando las muestras de SnS con capas de Cu evaporado en presencia de azufre elemental (sulfurización) a 400 oC (10 oC/min) se promovió la formación de las fases ternarias Cu2SnS3 y Cu4SnS4. Los resultados de difracción de rayos-X indicaron que para el caso de las muestras con poca cantidad de Cu (30 nm), la fase binaria secundaria (SnS2) se forma junto con la fase ternaria Cu2SnS3-cúbica. Con 75nm de Cu (400 oC) solamente la fase ternaria Cu2SnS3-tetragonal está presente, y con 150 nm de Cu (400 ̊C) la fase secundaria se forma (Cu7S5). Al incrementar la temperatura de sulfurización a 450 ̊C para la condición de 150 nm de Cu, se obtiene la formación de la fase ternaria Cu4SnS4-ortorrómbica. Las propiedades ópticas para la fase Cu2SnS3-tetragonal con un espesor de 480 nm indicaron que esta presenta una transición óptica directa con brecha de energía en el rango 0.96 eV. La fase Cu4SnS4-ortorrómbica con un espesor de 760 nm, presentó una transición óptica indirecta con una brecha de energía alrededor de 0.5 eV. Además, ambas fases presentaron coeficientes de absorción óptica superiores a 104 cm-1 en el rango visible (1.6 - 3.3 eV). Las muestras no presentaron fotorrespuesta. La fase Cu2SnS3-tetragonal, mostró una conductividad eléctrica a temperatura ambiente de 17 Ω-1 cm-1 (tipo-p), con una movilidad de huecos de 3.62 cm2/V s y una concentración de huecos de 1019 cm-3, mientras que para la fase Cu4SnS4-ortorrómbico, la conductividad fue de 11 Ω-1 cm-1 (tipo-p), con una movilidad y concentración de huecos de 3.75 cm2/V s y 1019 cm-3, respectivamente.

Diseño de un programa de calidad de los servicios subcontratados en base a los riesgos asumidos por las empresas distribuidoras de energía eléctrica en el municipio de San Miguel.

El ofrecer servicios sin incluir adecuadamente un proceso de calidad provoca que cualquier organización o empresa se limite a satisfacer sus necesidades y las de un diminuto número de clientes o usuarios, impidiendo su desarrollo y competitividad en el mercado; las empresas subcontratistas han ofertado sus servicios por cinco años a una sola empresa, misma que las motivó a crearse y que durante este tiempo ha regido los aspectos contractuales, asumiendo también los riesgos que esta operación de subcontratación implica. Lo que se dijo anteriormente dio lugar a la elaboración de este trabajo de graduación que se denomina "DISEÑO DE UN PROGRAMA DE CALIDAD PARA LOS SERVICIOS SUBCONTRATADOS EN BASE A LOS RIESGOS ASUMIDOS POR LAS EMPRESAS DISTRIBUIDORAS DE ENERGIA ELECTRICA EN EL MUNICIPIO DE SAN MIGUEL". Dicho programa tiene como propósito principal, servir de un instrumento de guía a los involucrados en ofrecer servicios de subcontratación, detallando paso a paso el proceso de organización para la implementación del programa de calidad, desde la preparación del escenario dentro de la empresa hasta la manera de ponerlo en ejecución. Además se estableció aspectos generales sobre la estructura organizativa idónea al momento de implementar el programa de calidad, se recomiendan lineamientos que se deben seguir para reducir el riesgo de poner en manos de otros las actividades auxiliares o secundarias de la empresa. La información se obtuvo a través de investigación bibliográfica y de campo. Para construir el marco teórico que se constituye en la base fundamental de este trabajo se utilizó la investigación bibliográfica, la cual proporcionó la información teórica suficiente, para ello se utilizaron libros, tesis, folletos, boletines, leyes, reglamentos y sitios web. La investigación de campo se realizó a través de la encuesta, la entrevista y la observación directa. Para realizar la investigación de campo se tomó en cuenta todo el universo de empresas subcontratistas de servicios del municipio de San Miguel, y los líderes de la única empresa distribuidora de energía eléctrica en el municipio, encuestando a todos los miembros de las subcontratistas con aspectos generales de operatividad, entrevistando a los encargados de cada una de ellas, para indagar aspectos organizacionales y administrativos y a los líderes de la empresa contratista para evaluar el impacto de la subcontratación, el riesgo y el desempeño de estas empresas. La información obtenida a través de estos medios permitió concluir que las subcontratistas en su totalidad no aplican ningún tipo de estrategias o programas, ni tiene estructura organizativa adecuada para enfrentar el ambiente competitivo y exigente de los clientes que podrían ser su mercado potencial. Es por tal situación que se recomienda la urgente aplicación del instrumento diseñado para hacer eficiente la prestación de servicios, ofertándose como una acertada opción de confiar los servicios secundarios a las empresas que componen su mercado potencial.

Caracterización geofísica y mineralógica de las formaciones superficiales de la Cuenca del río Loa (desierto de Atacama, Chile)

Durante 2015 tuvo lugar una exploración geotécnica y geofísica en el desierto de Atacama (Chile) para el diseño de una planta solar fotovoltaica. Los datos de resistividad obtenidos en la Fm. El Batea resultaron extremadamente elevados (107Ω•m), por lo que se llevó a cabo un muestreo de las unidades geológicas presentes para su estudio mineralógico mediante difracción de rayos X (DRX). La composición mineral de la Fm. El Batea muestra una casi total ausencia de humedad y una muy baja porosidad. Estos factores producen que la componente electrolítica en esta formación sea casi despreciable, y su comportamiento eléctrico coincide con la conductividad de sus fases minerales casi en estado puro. Estas características se deben a las extremas condiciones ambientales en el desierto de Atacama. La formación El Batea ha supuesto una barrera a la evapotranspiración, siendo los valores de resistividad de la formación infrayacente prácticamente normales (103-104Ω•m).

Modelo de competencias en TIC para el personal de una organización del sector eléctrico

La presente investigación pretendió incorporar el uso intensivo de TIC en los procedimientos establecidos y necesarios en los procesos de generación, distribución y control de la energía, lo que se expresa en un manual para el sistema de gestión humana de la organización analizada. La investigación partió de un levantamiento de un estado del arte, continuó con la realización de un análisis de actitudes y aptitudes de los colaboradores, basado en propuestas teóricas y mejores prácticas existentes del medio, y, por último, concluyó con un manual de gestión humana en el que se indican las competencias en los diferentes perfiles de la organización para el uso de TIC y su aplicación, con el propósito de alinearse con las perspectivas y objetivos de la organización analizada al tener como base la perdurabilidad y la competitividad de la misma.

Procesos hopping a través del modelo difusional en materiales nanocristalinos usados para aplicaciones fotovoltaicas

Se presentan los modelos de hopping de rango variable (variable range hopping; VRH), vecinos cercanos (nearest neighbor hopping; NNH) y barreras de potencial presentes en las fronteras de grano; como mecanismos de transporte eléctrico predominantes en los materiales semiconductores para aplicaciones fotovoltaicas. Las medidas de conductividad a oscuras en función de temperatura fueron realizadas para región de bajas temperaturas entre 120 y 400 K con Si y compuestos Cu3BiS2 y Cu2ZnSnSe4. Siguiendo la teoría de percolación, se obtuvieron parámetros hopping y la densidad de estados cerca del nivel de Fermi, N(EF), para todas las muestras. A partir de los planteamientos dados por Mott para VRH, se presentó el modelo difusional, que permitió establecer la relación entre la conductividad y la densidad de estados de defecto o estados localizados en el gap del material. El análisis comparativo entre modelos, evidenció, que es posible obtener mejora hasta de un orden de magnitud en valores para cada uno de los parámetros hopping que caracterizan el material.

Advances in integration of photovoltaic power and energy production in practical systems

This thesis presents advances in integration of photovoltaic (PV) power and energy in practical systems, such as existing power plants in buildings or directly integrated in the public electrical grid. It starts by providing an analyze of the current state of PV power and some of its limitations. The work done in this thesis begins by providing a model to compute mutual shading in large PV plants, and after provides a study of the integration of a PV plant in a biogas power plant. The remainder sections focus on the work done for project PVCROPS, which consisted on the construction and operation of two prototypes composed of a PV system and a novel battery connected to a building and to the public electrical grid. These prototypes were then used to test energy management strategies and validate the suitability of the two advanced batteries (a lithium-ion battery and a vanadium redox ow battery) for households (BIPV) and PV plants. This thesis is divided in 7 chapters: Chapter 1 provides an introduction to explain and develop the main research questions studied for this thesis; Chapter 2 presents the development of a ray-tracing model to compute shading in large PV elds (with or without trackers); Chapter 3 shows the simulation of hybridizing a biogas plant with a PV plant, using biogas as energy storage; Chapters 4 and 5 present the construction, programming, and initial operation of both prototypes (Chapter 4), EMS testing oriented to BIPV systems (Chapter 5). Finally, Chapters 6 provides some future lines of investigation that can follow this thesis, and Chapter 7 shows a synopsis of the main conclusions of this work; Resumo: Avanços na integracão de potência fotovoltaica e producão de energia em sistemas práticos Esta tese apresenta avanços na integração de potência e energia fotovoltaica (PV) em sistemas práticos, tais como centrais existentes ou a rede eléctrica pública. Come ça por analisar o estado corrente do fotovoltaico no mundo e aborda algumas das suas limitações. O trabalho feito para esta tese de doutoramento começou pelo desenvolvimento de um modelo para calcular os sombreamentos que ocorrem em grandes campos fotovoltaicos, e depois apresenta um estudo sobre a integração um sistema fotovoltaico em uma central eléctrica a bióg as. As ultimas secções da tese focam-se no trabalho feito para o projecto PVCROPS, que consistiu na construção e operação de dois demonstratores, cada um formado por um sistema fotovoltaico e bateria conectados a um edíficio e a rede eléctrica pública. Estes protótipos foram posteriormente utilizados para testar estratégias de gestão de energia (EMS) e para validar a operação de duas baterias avançadas (bateria de Iões de Li tio e bateria de Fluxo Redox de Van adio) e a sua utiliza ção para habitações e centrais PV. A tese está dividida em 7 capitulos: O capitulo 1 apresenta uma introdução para explicar e desenvolver as principais questões que foram investigadas nesta tese; O capitulo 2 mostra o desenvolvimento de um modelo baseado em traçados de raios para calcular sombreamentos mútuos em grandes centrais PV (com e sem seguidores); O capitulo 3 mostra a simulação da hibridização de uma central electrica a biogas com uma central PV, e utilizando o biógas como armazenamento de energia. Os capitulos 4 e 5 apresentam a construção, programação e operação inicial dos dois demonstradores (Capitúlo 4), o teste de EMS orientadas para sistemas PV em habitações (Capítulo 5). Finalmente, o capítulo 6 sugere algumas futuras linhas de investigação que poderão seguir esta tese, e o Capítulo 7 faz uma sinopse das principais conclusões deste trabalho.