Modelado CFD de combustión de biomasa, simulación transitoria de calderas y quemadores

Se presenta un método de simulación computacional de los procesos implicados en la combustión de biomasa. El modelado implementa varios submodelos que resuelven una amplia variedad fenómenos de conversión térmica, reacción química e interacción entre partículas sólidas y fase gas. El modelado se basa en las técnicas clásicas de la dinámica de fluidos computacional (CFD) para la resolución de los fenómenos de transporte y reacción de la fase gas, junto con la resolución de un conjunto de variables que definen el estado y la evolución de la fase sólida. El método es aplicado a la simulación de calderas y quemadores de biomasa en los cuales se estudian los parámetros más importantes para el aprovechamiento térmico y la reducción de emisiones contaminantes. La simulación de estos sistemas permite analizar el efecto del combustible, la geometría o la distribución del aire de alimentación en la eficiencia de la combustión

Reducir el desperdicio: pensamiento Lean aplicado a las asignaturas de ingeniería térmica y máquinas de fluidos

La participación activa del profesorado en el proceso de enseñanza-aprendizaje constituye uno de los pilares sobre los que se sustentan los nuevos planes de estudio, lo cual exige el análisis del proceso de formación del alumnado. En este sentido, la filosofía Lean, originaria de Toyota, constituye una herramienta que permite a las instituciones determinar si responden de manera adecuada a las necesidades y expectativas de aquellos a los que se dirigen. Así, la enseñanza, entendida como proceso, tendrá un mayor rendimiento cuanto mayor sea el resultado en comparación con los recursos empleados. Bajo este enfoque, mejorar la eficiencia del proceso formativo significará reducir la necesidad de un determinado recurso para conseguir el resultado necesario. Esto es, que los discentes adquieran las competencias que fija la memoria de título para cada una de las materias que compone el grado. El exceso en el consumo de recursos se considera desperdicio. El objetivo, por tanto, del pensamiento Lean aplicado a la formación superior consiste en identificar y eliminar todo aquello que no añada valor al proceso: las fuentes de desperdicio. Las etapas en las que se estructuró el análisis fueron cuatro: identificar lo que los estudiantes esperan del proceso formativo en las asignaturas de Ingeniería Térmica y Máquinas de Fluidos del Grado en Ingeniería Mecánica, calcular el valor de la formación, identificar todos los pasos del proceso y, por último, utilizar técnicas Lean para generar soluciones y mejorar el rendimiento futuro del proceso. Se identificaron cuatro categorías de desperdicio: personas, procesos, información y activos

Spanish photovoltaic solar energy: institutional change, financial effects, and the business sector

Spain is a country with a high dependence on fossil fuels. For this reason, in 2007, it implemented a bonus system that aimed to encourage the production of renewable energies, particularly photovoltaic solar energy. These production bonuses, guaranteed by the Spanish government, led to an exponential increase in the number of companies in the market and, consequently, the MWh produced. However, in 2012, given the excessive budgetary burden involved in maintaining this “feed-in tariff” system and after several years of institutional instability, the aforementioned system of incentives for phoyovoltaic (PV) energy was eliminated. This paper has tried to analyze the consequences of this institutional change, a clear example of the “hold up” problem. For this purpose, a sample of 5354 companies, which was divided, geographically, into Spanish regions and, temporarily, into three different periods, has been taken, considering diverse economic and financial variables. The results show a notable weakening of the sector that, due to the effects of the regulatory change, has lost attractiveness and profitability for investors and is consequently suffering from stagnation, which has led to the disappearance of many companies in the sector.Xunta de Galicia | Ref. ED431C2018/48Xunta de Galicia | Ref. ED431E2018/07Ministerio de Economía y Competitividad | Ref. RTI2018-099225-B-100Junta de Castilla y León | Ref. ORDEN EDU/667/2019Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades | Ref. RTI2018-098900-B-I0

Nuevas herramientas docentes: los cuadernos iPython

El grado de Ingeniería Mecánica combina tanto conocimientos como habilidades en las áreas de Ciencias, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (STEM, por sus siglas en inglés). En la enseñanza de las asignaturas STEM se debe enfatizar la asociación de los conceptos físico-matemáticos con el mundo real. Para facilitar este paso, se ha de utilizar todos los materiales disponibles, dotando a las tareas de cierta transversalidad. Dentro de este campo, una de las herramientas más innovadoras son los cuadernos de trabajo iPython. Dichos cuadernos permiten introducir texto, vídeo o incluso gráficos interactivos con el fin de transmitir o revisar nuevos conceptos e interactuar con ellos. Este trabajo presenta los resultados de la experiencia de trabajar con cuadernos iPython para realizar prácticas en el marco de la asignatura Ingeniería de Fabricación y Calidad Dimensional, del cuarto curso del grado impartido en el Centro Universitario de la Defensa de la Escuela Naval Militar de la Armada Española. Se explicará el proceso de instalación, creación y uso de los cuadernos iPython, así como la opinión de los estudiantes que utilizaron esta herramienta

Los materiales de cambio de fase como alternativa para el ahorro de energía en la construcción

El consumo de energía para climatización de viviendas y oficinas representa un amplio porcentaje del consumo global de energía. Si se tiene en cuenta que la tendencia en el consumo mundial de energía es que continuará su crecimiento (por el aumento de la población y del nivel de vida de la población), implica que o bien hay que incrementar la producción o reducir el consumo. Los combustibles fósiles son limitados pero la demanda de energía aumenta, lo que conlleva el desarrollo de fuentes renovables de energía y construcciones sostenibles. Este ahorro en el consumo repercute repercute paralelamente en una reducción de las emisiones de efecto invernadero a la atmósfera. El almacenamiento de energía en las paredes es un método eficiente y relativamente económico para lograr un ahorro en el consumo energético de los edificios de viviendas, oficinas, etc. Una forma de mejorar capacidad de almacenamiento de energía térmica de los materiales de construcción consiste en incorporarles materiales de cambio de fase (Phase Change Materials). Una interesante combinación para conseguir una mayor eficiencia energética en este campo consiste en la incorporación de PCM al hormigón autocompactante, uno de los materiales más empleados en la construcción. Por lo tanto, el principal objetivo de este trabajo consiste en estudiar el comportamiento térmico de paredes de hormigón autocompactante con PCM en distintas condiciones climáticas, y compararlo con paredes de hormigón normal. Este análisis se basa en datos recogidos por un sistema de monitorización de datos, compuesto por diferentes sensores de temperatura y humedad, además de fluxómetros. Sistema de monitorización implantado en unas casetas de hormigón construidas para el estudio de su eficiencia energética.Este trabajo está financiado por el proyecto "Consolidación e Estructuración" de unidades de investigación competitivas do Sistema Universitario de Galicia- EM1-GTE de la Consellaría de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria

Análisis de necesidades energéticas de un buque en puerto

Las demandas energéticas de una edificación, para lograr unas adecuadas condiciones térmicas de habitabilidad, vienen determinadas principalmente por las características de su envolvente, su uso y su ubicación, entre otros. En cambio, en un buque, las condiciones de contorno varían considerablemente, y es que aunque se mantenga constante la envolvente, la orientación de la misma y las condiciones atmosféricas bajo las que se encuentra el buque constituyen variables que influyen en las necesidades de consumo de energía. Bajo estas premisas, este trabajo se enfoca al análisis de las necesidades térmicas de un buque de vela en diferentes contextos (climatologías) para mantener unas condiciones de confort térmico apropiadas en su interior. Para ello, a través de un entorno de simulación (TRNSYS), se determinó el comportamiento del sistema en puerto, valorando las diferentes demandas energéticas de los dos compartimentos analizados en función de la orientación del atraque del buque, y analizando los posibles sombreamientos que pudieran influir en el consumo energético. De esta manera, se puede determinar la diferencia de la demanda térmica del buque cuándo éste se encuentra atracado en un dique o fondeado en un muerto. El software TRNSYS (TRaNsient SYstem Simulation) está diseñado para resolver sistema energéticos complejos. Además, la estructura modular del programa genera un entorno amigable que facilita al usuario la definición de nuevos componentes de análisis. Las conclusiones de este trabajo se basan en analizar la influencia de la orientación y la sombra del dique proyectada sobre el casco en el consumo de energía necesario para la climatización de un buque

Treatment with tocilizumab or corticosteroids for COVID-19 patients with hyperinflammatory state: a multicentre cohort study (SAM-COVID-19)

Objectives: The objective of this study was to estimate the association between tocilizumab or corticosteroids and the risk of intubation or death in patients with coronavirus disease 19 (COVID-19) with a hyperinflammatory state according to clinical and laboratory parameters. Methods: A cohort study was performed in 60 Spanish hospitals including 778 patients with COVID-19 and clinical and laboratory data indicative of a hyperinflammatory state. Treatment was mainly with tocilizumab, an intermediate-high dose of corticosteroids (IHDC), a pulse dose of corticosteroids (PDC), combination therapy, or no treatment. Primary outcome was intubation or death; follow-up was 21 days. Propensity score-adjusted estimations using Cox regression (logistic regression if needed) were calculated. Propensity scores were used as confounders, matching variables and for the inverse probability of treatment weights (IPTWs). Results: In all, 88, 117, 78 and 151 patients treated with tocilizumab, IHDC, PDC, and combination therapy, respectively, were compared with 344 untreated patients. The primary endpoint occurred in 10 (11.4%), 27 (23.1%), 12 (15.4%), 40 (25.6%) and 69 (21.1%), respectively. The IPTW-based hazard ratios (odds ratio for combination therapy) for the primary endpoint were 0.32 (95%CI 0.22-0.47; p < 0.001) for tocilizumab, 0.82 (0.71-1.30; p 0.82) for IHDC, 0.61 (0.43-0.86; p 0.006) for PDC, and 1.17 (0.86-1.58; p 0.30) for combination therapy. Other applications of the propensity score provided similar results, but were not significant for PDC. Tocilizumab was also associated with lower hazard of death alone in IPTW analysis (0.07; 0.02-0.17; p < 0.001). Conclusions: Tocilizumab might be useful in COVID-19 patients with a hyperinflammatory state and should be prioritized for randomized trials in this situatio

Effect of Insulation on the Energy Demand of a Standardized Container Facility at Airports in Spain under Different Weather Conditions

Airports, broadly spread world-wide, present continuously increasing energy demands for heating and cooling purposes. Relocatable facilities within them could be built on recycling shipping containers provided with the right insulation layer, to reduce the outstanding consumption of the heating, ventilation and air conditioning systems (HVAC). This research focuses on studying the effect of added insulation on the thermal performance of a construction in the scope of an airport facility, based on a recycled shipping container. Passive heating and cooling insulation strategies have shown good results in terms of energy savings. A series of simulations were performed along six different Spanish airports locations, selected to represent several climate conditions. Temperature evolution inside the container, and energy demands of the HVAC system were obtained to show that the insulation provided by phase change materials (PCM) is performing better than traditional insulation, or a raw container. Although there are slight behavior differences according to the climate, PCM can increase inside temperature even with no HVAC under certain circumstances

Effect of insulation on the energy demand of a standardized container facility at airports in Spain under different weather conditions

Airports, broadly spread world-wide, present continuously increasing energy demands for heating and cooling purposes. Relocatable facilities within them could be built on recycling shipping containers provided with the right insulation layer, to reduce the outstanding consumption of the heating, ventilation and air conditioning systems (HVAC). This research focuses on studying the effect of added insulation on the thermal performance of a construction in the scope of an airport facility, based on a recycled shipping container. Passive heating and cooling insulation strategies have shown good results in terms of energy savings. A series of simulations were performed along six different Spanish airports locations, selected to represent several climate conditions. Temperature evolution inside the container, and energy demands of the HVAC system were obtained to show that the insulation provided by phase change materials (PCM) is performing better than traditional insulation, or a raw container. Although there are slight behavior differences according to the climate, PCM can increase inside temperature even with no HVAC under certain circumstances

Compounds with epoxy resins and phase change materials for storage in solar applications

Composite materials have great potential for growth due to their excellent properties and their multiple applications. The study of the thermal properties of the new composites resulting from the combination of epoxy resin and phase change materials (PCM), as well as thickening agents and thermally conductive compounds, was the objective of this work. For this purpose, different samples were manufactured by combining epoxy resins, organic PCMs (paraffins), and aluminum particles. Several properties were analyzed: thermal behavior (by differential scanning calorimetry technique), hardness, etc. To carry out this analysis, parameters of PCM quantity and metallic particles in the composition were varied. The results showed that the epoxy resin acted as a matrix containing the rest of the components and encapsulating the PCM. The organic PCM showed reversibility when subjected to multiple cycles. The enthalpy of the organic PCM–resin compound varied linearly according to the PCM content in the sample. For the content of this material in the samples to reach up to 40%, the use of thickening agents was necessary. The use of metallic particles improved the conductivity of the composites even while maintaining a low percentage by weight of metallic particles. Thermal simulations of the composite in bottom-coating a photovoltaic panel estimated a reduction of several degrees Celsius, showing the potential use of the PCM–epoxy resin for improving the energy production of such panels.Junta de Castilla y León | Ref. ORDEN EDU/667/2019 de 5 de Juli