Estudio numérico y experimental de fenómenos hidrodinámicos que ocurren en bombas centrífugas como turbinas

La tendencia mundial de administrar y operar a distancia las centrales hidroeléctricas está obligando a los expertos a replantear los estrategias de monitoreo y diagnóstico de sus máquinas -- Esto ha conducido también, a reducir el personal experto que reside in-situ y que se encarga de operar y mantener los sistemas técnicos, y además de atender cualquier eventualidad que pueda ocurrir -- Por eso, desde hace ya varios años se han venido desarrollando sistemas expertos que puedan suplir las deficiencias del recurso humano -- Pero aunque tales sistemas han alcanzado niveles interesantes de independencia, aún requieren del acompañamiento de un experto que pueda interpretar las evidencias, emitir un diagnóstico y tomar una decisión -- Un ejemplo de los aspectos que aún se deben perfeccionar, es el se las falsas alarmas que llegan a producir el efecto “cry wolf” y que terminan por inactivar el sistema -- Otra forma de enfrentar esta nueva dinámica de operación es la de subcontratar el servicio de diagnóstico técnico, que puede dar resultados aceptables, pero no siempre en el caso de centrales hidroeléctricas -- Las centrales por lo general se encuentran en sitios remotos y en ocasiones blindadas por condiciones geográficas y climatológicas por lo que no es posible reaccionar rápidamente para atender una eventualidad cuando el experto y sus instrumentos no están cerca -- Una solución que resulta conveniente es de hecho, la centralización de la experticia para los servicios de monitoreo y diagnóstico técnico, soportados por una plataforma portátil e idealmente no-invasiva, que permanezca siempre junto a las máquinas y que pueda ser consultada on-line -- De este modo una cantidad reducida de expertos tendrán acceso permanente a las variables o síntomas que definen el estado técnico de la maquinaria; ellos se encargarán de analizar las señales sintomáticas, evaluar los resultados, emitir juicios y elaborar reportes ejecutivos que finalmente llegarán a manos del administrador o persona encargada de la operación -- Esta alternativa aliviará molestias relacionadas con los procesos de monitoreo y diagnóstico: instrumentación/sensórica, cableado, acondicionamiento de señales, adquisición digital de datos, procesamiento de señales, administración y gestión de equipos, reporte de resultados, recomendaciones, etc. -- Este proyecto propone en dos etapas, el diseño de una plataforma tecnológica que pueda soportar la alternativa mencionada -- En detalle, el diseño de un sistema integrado de adquisición de datos que además de ser portátil, modular y escalable, adecuado para monitoreo de las principales variables de diagnóstico de una central hidroeléctrica; que aunque no incorpore un sistema experto, si ofrece las herramientas de análisis, diagnóstico y toma de decisiones del estado del arte

Características de cinzas e sua aplicação no tratamento de gases durante a gasificação de biomassa

Na procura de melhores combustíveis para a produção de energia térmica e energia elétrica, a biomassa apresenta-se como uma das fontes de energia renováveis menos prejudiciais ao meio ambiente, esta é considerada como um recurso neutro do ponto de vista de emissões de dióxido de carbono. Atualmente, a tecnologia predominante no domínio da conversão energética de biomassa por via termoquímica é a combustão. Contudo, verifica-se a procura de combustíveis de melhor qualidade produzidos a partir de biomassa, como por exemplo na forma gasosa (gás de combustível). A produção deste tipo de combustíveis gasosos envolvendo processos de gasificação carece do desenvolvimento de tecnologia que permita obter um gás combustível com características adequadas às utilizações pretendidas. Os problemas mais relevantes relacionados com a conversão termoquímica da biomassa incluem a produção de cinzas e de alcatrões, estes podem levar a vários problemas operatórios. O presente trabalho teve dois objetivos, a caracterização das cinzas resultantes do processo de combustão de biomassa e o estudo do efeito da aplicação das cinzas para melhorar as propriedades do gás produzido durante o processo de gasificação de biomassa, principalmente na redução de compostos condensáveis (alcatrões). As cinzas volantes da combustão de biomassa analisadas apresentam na sua constituição elementos químicos característicos da biomassa, onde o cálcio apresenta-se em concentrações mais elevadas. Em menores concentrações encontram-se sódio, magnésio, fósforo, enxofre, cloro, potássio, manganês e ferro. As cinzas de fundo, pelo contributo que a areia do leito tem, são caracterizadas por conterem grandes concentrações de silício. Durante os processos de gasificação de biomassa a concentração de compostos condensáveis diminuiu com o aumento da razão de equivalência. As cinzas, colocadas no reator de leito fixo, apresentam um efeito positivo sobre a qualidade do gás, nomeadamente um aumento de 47,8% no teor de H2 e de 11% de CO, consequentemente obteve-se um gás combustível com PCI (poder calorífico inferior) mais elevado.

Spectral self-action of THz emission from ionizing two-color laser pulses in gases

The spectrum of terahertz (THz) emission in gases via ionizing two-color femtosecond pulses is analyzed by means of a semi-analytic model and numerical simulations in 1D, 2D and 3D geometries taking into account propagation effects of both pump and THz fields. We show that produced THz signals interact with free electron trajectories and thus significantly influence further THz generation upon propagation, i.e., make the process inherently nonlocal. This self-action contributes to the observed strong spectral broadening of the generated THz field. Weshow that diffraction of the generated THz radiation is the limiting factor for the co-propagating low frequency amplitudes and thus for the self-action mechanism in 2D and 3D geometries.

Quiralidade, superfície de energia potencial e dinâmica de complexos envolvendo H2O2 + gases nobres

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2015.

Equilibration of quantum gases

Finding equilibration times is a major unsolved problem in physics with few analytical results. Here we look at equilibration times for quantum gases of bosons and fermions in the regime of negligibly weak interactions, a setting which not only includes paradigmatic systems such as gases confined to boxes, but also Luttinger liquids and the free superfluid Hubbard model. To do this, we focus on two classes of measurements: (i) coarse-grained observables, such as the number of particles in a region of space, and (ii) few-mode measurements, such as phase correlators.Weshow that, in this setting, equilibration occurs quite generally despite the fact that the particles are not interacting. Furthermore, for coarse-grained measurements the timescale is generally at most polynomial in the number of particles N, which is much faster than previous general upper bounds, which were exponential in N. For local measurements on lattice systems, the timescale is typically linear in the number of lattice sites. In fact, for one-dimensional lattices, the scaling is generally linear in the length of the lattice, which is optimal. Additionally, we look at a few specific examples, one of which consists ofNfermions initially confined on one side of a partition in a box. The partition is removed and the fermions equilibrate extremely quickly in time O(1 N).

Estandarización del método para alcoholemias por cromatografía de gases

La ingesta de etanol se ha relacionado a consecuencias lamentables a nivel social, familiar y jurídico; siendo importante el desarrollo de métodos de detección de etanol en sangre, prueba más confiable a nivel cuantitativo. En el presente trabajo se realizó la primera fase de la optimización de un método para el análisis de alcoholemia por cromatografía de gases con inyección directa y detección de ionización de llama (GC-FID). Se realizó la optimización de algunos parámetros cualitativos y cuantitativos, incluyendo tiempos de retención estables, selectividad del método demostrado por la ausencia de sustancias interferentes en el análisis; linealidad a bajos niveles con un coeficiente de determinación de R2 = 0.996. La aplicabilidad del método en un pool de 33 muestras con distintas concentraciones de etanol tomadas cómo puntos de referencia de baja, media y alta concentración. La cuantificación se realizó por estandarización interna mediante el uso de un estándar interno (n-butanol) y la estandarización externa mediante la curva de calibración a 4 niveles.

Análisis de la viabilidad técnica y financiera de la generación de energía eléctrica a partir del recurso eólico en el municipio de Pereira

La electricidad es un insumo fundamental para el desarrollo actual de la humanidad, es la pieza clave en aspectos que cubren desde necesidades básicas como el acceso a la salud, educación, vivienda y alimentos, hasta hacer parte esencial del desarrollo tecnológico y económico de un territorio -- En Colombia, la cadena productiva de la generación de energía -bajo una matriz predominante hidroeléctrica- tiene asociados impactos ambientales y sociales como la alteración de los regímenes hidrológicos, el transporte de sedimentos, las migraciones ícticas, el desplazamiento de las comunidades, las condiciones de seguridad alimentaria de las poblaciones afectadas aguas abajo y los procesos de erosión remontante asociados con la construcción de represas, entre otros -- El impacto no solo se presenta en la etapa de construcción, puesto que la generación, transmisión, distribución y uso final generan una huella de carbono bastante significativa -- Si bien el sector eléctrico no es el único generador de gases nocivos, dicha plataforma económica genera por sí sola el 40% de emisiones de dióxido de carbono mundiales y por lo menos el 25% del total de todos los gases efecto invernadero, tal como lo afirma el GWEC, Global Wind Energy Council (Sawyer, 2011: 66); por lo que la implementación de una solución de producción de energía limpia implica la reducción sustancial de las emisiones nocivas para el planeta tierra -- Con el propósito de intensificar la aplicación de energías renovables dentro de la matriz energética internacional, la ONU designó el 2012 como el año oficial de las energías renovables -- El resultado se ve reflejado en la iniciativa Energía Sostenible para Todos - SE4ALL, mediante la cual se plantean tres objetivos que deberán ser alcanzados con la participación y contribución de los países miembros de la ONU: 1) Acceso universal a servicios modernos de energía, 2) Mejora en eficiencia energética y 3) Duplicación de la participación de energías renovables en la matriz energética mundial (SE4ALL, 2012) -- Sumado a esto, el desarrollo y aplicación de energías renovables son herramientas importantes para la mitigación y adaptación al cambio climático en la medida en que reducen gases de efecto invernadero (GEI) y diversifican la canasta energética de los países (FEDESARROLLO, 2013) -- Este trabajo evalúa la posibilidad de incrementar la competitividad nacional y regional a partir de la generación local de energía en el municipio de Pereira y las ventajas de la generación distribuida respecto a la generación centralizada en términos de eficiencia energética, evidenciando el potencial eólico del municipio para su utilización en la generación de energía eléctrica -- La energía eólica, fuente autóctona de electricidad, representa una alternativa para la modificación del modelo productivo convencional, siendo una tecnología competitiva no solo dentro de las renovables sino también con respecto a la cogeneración de energía -- La implementación de ella tiene implícito un mejor aprovechamiento del espacio, un impacto ambiental bajo y un desarrollo a nivel de investigación y tecnología importante -- Su implementación no contamina, contribuyendo a la disminución de emisiones de dióxido de carbono, aportando de este modo en la solución de la crisis ecológica mundial y la desaceleración del cambio climático -- La tecnología eólica representa entonces una alternativa a tener en cuenta para la generación de energía limpia, frente a otras formas tradicionales altamente contaminantes o de gran impacto ambiental -- Pese a todos los factores de importancia que ha adquirido el desarrollo en la materia, existe un número muy limitado de investigaciones que aborden la temática de aplicabilidad de estos criterios en Colombia; específicamente en Pereira no existía a la fecha ningún adelanto investigativo -- La importancia de este estudio radica en el potencial descubierto en un entorno que no había sido explorado, llegando a ser determinante para el futuro desarrollo tecnológico en este campo y dando apertura a otras investigaciones que complementen el presente estudio

Incendios en Colombia y estimación de emisión de gases afecto invernadero por quema de biomas

En este libro de desarrolla un método "bottom up" que busca estimar la emisión de gases de efecto invernadero cuantificando las variables involucradas; si bien se utiliza solo para Colombia, los datos y los métodos pueden ser replicados en otras partes del mundo.

Formulación de estrategias de mitigación y compensación de emisiones de gases efecto invernadero de Norton rose fulbright a partir del cálculo de la huella de carbono

Bogotá (Colombia) : Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería Ambiental y Sanitaria

Formulación de estrategias de mitigación y compensación de emisiones de gases efecto invernadero de Bridgestone de Colombia S.A.S. a partir del cálculo de la huella de carbono

Bogotá (Colombia) : Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería Ambiental y Sanitaria

Dimensão ética da conduta das empresas e dos trabalhadores: Factos empíricos de um estudo exploratório realizado em Portugal

O artigo apresenta uma selecção dos resultados de um estudo empírico realizado em Portugal em 2004, numa amostra por conveniência, sobre diversos aspectos da conduta ética das empresas e seus trabalhadores. A dimensão ética da conduta das empresas e dos trabalhadores foi assumida como conceito composto pelos seguintes aspectos: reflexão ética, legalidade da conduta, relações entre a ética e a eficiência, responsabilidade das empresas, percepção da conduta não ética e denúncia da sua ocorrência, institucionalização e formalização da ética nas empresas. Dos resultados destacam-se: o impacto positivo ao nível cognitivo da implementação dos elementos de ética formal na empresa, o qual pode, contudo, conduzir à supressão da responsabilidade e à desculpabilização pelos actos potencialmente imorais; o crescimento da imagem positiva do tecido empresarial com a ascendência na posição hierárquica e o inverso com o decréscimo do poder organizacional; o decréscimo de confiança nas empresas nacionais à medida que o sentimento de segurança de/no emprego se reduz e a sua transferência para as empresas estrangeiras; o crescimento de confiança depositada pelos inquiridos nas empresas com o aumento da dimensão destas últimas; a predominância de documentos escritos de ética nas empresas de origem estrangeira e a sua escassez nas empresas nacionais.

Degenerate Gases of Strontium for Studies of Quantum Magnetism

We describe the construction and characterization of a new apparatus that can produce degenerate quantum gases of strontium. The realization of degenerate gases is an important first step toward future studies of quantum magnetism. Three of the four stable isotopes of strontium have been cooled into the degenerate regime. The experiment can make nearly pure Bose-Einstein condensates containing approximately 1x10^4 atoms, for strontium-86, and approximately 4x10^5 atoms, for strontium-84. We have also created degenerate Fermi gases of strontium-87 with a reduced temperature, T/T_F of approximately 0.2. The apparatus will be able to produce Bose-Einstein condensates of strontium-88 with straightforward modifications. We also report the first experimental and theoretical results from the strontium project. We have developed a technique to accelerate the continuous loading of strontium atoms into a magnetic trap. By applying a laser addressing the 3P1 to 3S1 transition in our magneto-optical trap, the rate at which atoms populate the magnetically-trapped 3P2 state can be increased by up to 65%. Quantum degenerate gases of atoms in the metastable 3P0 and 3P2 states are a promising platform for quantum simulation of systems with long-range interactions. We have performed an initial numerical study of a method to transfer the ground state degenerate gases that we can currently produce into one of the metastable states via a three-photon transition. Numerical simulations of the Optical Bloch equations governing the three-photon transition indicate that >90% of a ground state degenerate gas can be transferred into a metastable state.

Purificación de aire mediante oxidación fotocatalítica de gases contaminantes NOₓ: estudio de los fotocatalizadores TiO₂ y ZnO

Los óxidos de nitrógeno (NOx) son gases contaminantes que afectan al medio ambiente al ser responsables de la formación de smog fotoquímico, lluvia ácida, ozono troposférico, reducción de la capa de ozono, además de participar en el efecto invernadero en la forma de N2O. Adicionalmente, la exposición a estos gases provoca daños a la salud de los seres humanos. Una propuesta tecnológica para abordar esta problemática ambiental es su eliminación mediante un proceso fotooxidativo, lo cual requiere del empleo de óxidos semiconductores con alta actividad fotocatalítica. En el presente trabajo de investigación se valoró el alcance de la tecnología de fotocatálisis heterogénea para la purificación de aire por eliminación de gases tipo NOx. Para este propósito, en una primera parte del trabajo se construyó un reactor fotocatalítico de acuerdo a la norma internacional ISO 22197-1 con el fin de realizar las pruebas fotocatalíticas en condiciones estándar a las establecidas por la regulación internacional y dar así consistencia a los resultados obtenidos. La segunda parte del trabajo consistió en la síntesis y caracterización de los óxidos semiconductores TiO2 y ZnO por el método sol-gel para lo cual en cada caso se aplicó un diseño de experimentos con el fin de encontrar las condiciones experimentales que permitieran la obtención del mejor fotocatalizador de cada sistema en base a sus propiedades fisicoquímicas. La actividad fotocatalítica de las muestras de TiO2 y ZnO se determinó en la reacción de fotooxidación de óxido nítrico (NO) en aire bajo radiación UV. Los mejores fotocatalizadores fueron seleccionados para pruebas de desempeño variando las condiciones experimentales de la reacción fotocatalítica como el caudal volumétrico que entró al reactor, la irradiancia y la cantidad de humedad presente en el medio de reacción, evaluando además el efecto de diversas variables experimentales de la reacción fotocatalítica en sus respectivos valores. Asimismo, el seguimiento de los productos de reacción confirmó la presencia iones nitrato (NO3-) como producto mayoritario de la fotooxidación de NO, lo que dota al proceso de eliminación de NO de un carácter sustentable. En una tercera parte del trabajo se probó la actividad fotocatalítica del fotocatalizador TiO2 cuando fue incorporado en un prototipo de material de construcción. El desempeño fue probado bajo condiciones simuladas y reales de exposición a la intemperie. Los resultados obtenidos indicaron la potencial aplicación de los materiales para el desarrollo comercial de productos fotocatalíticos. En la parte final del trabajo se presentan resultados obtenidos con óxidos semiconductores alternos a los convencionales como Bi2Mo3O12 y TiO2/WO3 cuyo principal propósito fue el de desarrollar fotocatalizadores cuya activación fuera mediante absorción en la porción visible del espectro solar.