Design proposal of an industrial biodigester of filter-cake for the generation of electrical energy

El presente trabajo está enmarcado en el diseño de una planta de biogás que utiliza cachaza como sustrato. El estudio de los diferentes campos de utilización de biogás y su eficiencia en la generación de electricidad mediante grupos electrógenos. Para el diseño de la planta se han propuesto seis biodigestores industriales y seis grupos electrógenos para una capacidad de generación de 24 MW para la venta de energía eléctrica generando un ingreso 1 756 093,11 $/año. Fueron determinados a partir de la metodología presentada las características constructivas del biodigestor, el volumen de biogás generado, así como la cantidad necesaria para satisfacer la demanda de biogás. El comportamiento a nivel mundial de los principales países productores de biogás ofrece costos de construcción de las plantas por metro cúbico de biogás generado en el orden de 200$ a 500 $. Se determina el potencial de generación de cachaza por la fábrica de azúcar que es de 144 t/d con una capacidad de generación de biogás de 13 038 Nm3 /d. La planta propuesta tiene una capacidad de generación de 24 MWh/d de energía eléctrica suministrada a la red. La evaluación económica de la planta muestra que la inversión de 4 237 000,00$ tiene una Tasa Interna de Retorno (TIR) de un 8% y un Periodo de Recuperación de la Inversión (PRI) de 6 años.The present work is framed in the design of a biogas plant that uses filter-cake as a substrate. The study of the different fields of use of biogas and its efficiency in the generation of electricity through generator sets. For the design of the plant, six industrial biodigesters and six generator sets have been proposed for a generation capacity of 24 MW for the sale of electrical energy generating an income of $1,756,093.11$year. The constructive characteristics of the biodigester, the volume of biogas generated, as well as the amount needed to meet the demand for biogas were determined from the methodology presented. The worldwide performance of the main biogas producing countries offers plant construction costs per cubic meter of biogas generated in the order of $200 to$500. The potential for the generation of filter-cake by the sugar factory is determined to be 144 t/d with a biogas generation capacity of 13 038 Nm3/d. The proposed plant has a generating capacity of 24 MWh/d of electricity supplied to the grid. The economic evaluation of the plant shows that the investment of $4,237,000.00 has an Internal Rate of Return (IRR) of 8% and an Investment Recovery Period (PRI) of 6 years.Campus Lima Su

Flujo de Fluidos - IG16 - 202101

Descripción: El curso de Flujo de fluidos presenta los conceptos elementales sobre el diseño y operación de sistemas de transporte hidráulicos y tratamiento de fluidos aplicado a procesos industriales y su relación con el medio ambiente. Se basa en un enfoque de sostenibilidad que permite desarrollar en los estudiantes una actitud crítica con respecto a la operación de los sistemas de transporte hidráulicos y tratamiento de fluidos, a fin de conocer su implicancia, entender su funcionamiento y cuidar el entorno socio-ambiental. Propósito: El curso de flujo de fluidos ha sido diseñado con el propósito de permitir al futuro ingeniero desarrolle y especifique sistemas hidráulicos de tuberías y accesorios que son parte de sistemas industriales, y de esta forma, aplicar instrumentos de gestión ambiental dentro de su competencia profesional que garanticen una operación sostenible de procesos operativos, para que sean amigables con el medio ambiente y beneficien a la sociedad. El curso contribuye directamente al desarrollo de la competencia general de pensamiento crítico en el nivel de logro 2 y de la competencia específica de diseño en el nivel 1. El curso tiene como prerrequisitos a los cursos de Física II (MA462) y Balance de Materia y Energía (IG11)

Flujo de Fluidos - IG16 - 202102

Descripción: El curso de Flujo de fluidos presenta los conceptos elementales sobre el diseño y operación de sistemas de transporte hidráulicos y tratamiento de fluidos aplicado a procesos industriales y su relación con el medio ambiente. Se basa en un enfoque de sostenibilidad que permite desarrollar en los estudiantes una actitud crítica con respecto a la operación de los sistemas de transporte hidráulicos y tratamiento de fluidos, a fin de conocer su implicancia, entender su funcionamiento y cuidar el entorno socio-ambiental. Propósito: El curso de flujo de fluidos ha sido diseñado con el propósito de permitir al futuro ingeniero desarrolle y especifique sistemas hidráulicos de tuberías y accesorios que son parte de sistemas industriales, y de esta forma, aplicar instrumentos de gestión ambiental dentro de su competencia profesional que garanticen una operación sostenible de procesos operativos, para que sean amigables con el medio ambiente y beneficien a la sociedad. El curso contribuye directamente al desarrollo de la competencia general de pensamiento crítico en el nivel de logro 2 y de la competencia específica de diseño en el nivel 1. El curso tiene como prerrequisitos a los cursos de Física II (MA462) y Balance de Materia y Energía (IG11)

Simulación de Procesos Ambientales - IG36 - 202102

El desarrollo tecnológico ha propiciado la utilización y el auge de los modelos matemáticos y entre ellos, los denominados modelos numéricos de simulación por ordenador. Los modelos de simulación ofrecen resultados más rápidos y fiables que otras formas de análisis tradicionales, y nos permiten abordar el análisis de la aparente complejidad que encontramos en los temas ambientales, para llegar a unas conclusiones claras y convincentes. Estos modelos se aplican en una infinidad de ámbitos y problemas del área medioambiental, como la gestión de aguas y cuencas, sistemas atmosféricos, nichos ecológicos y poblaciones, impactos ambientales, niveles de contaminación, el impacto del cambio climático entre otras. El curso comprende el estudio de las leyes, principios, fundamentos; mecanismos y aplicaciones del modelamiento matemático ambientales. Propósito El curso tiene por finalidad desarrollar en los estudiantes la capacidad para desarrollar modelos de simulación ambiental, que son herramientas que permiten simular el comportamiento de sistemas complejos a partir de los datos de tipo físico, químico, biológico e hidrológico que caracterizan al sistema y de las complejas interrelaciones existentes entre los mismos, formuladas en forma de algoritmos matemáticos. El curso contribuye al desarrollo de la competencia general de razonamiento cuantitativo en nivel 3 y tiene como requisito: IG32 Proyecto De Investigación Ambiental 1

Balance de Materia y Energía - IG11 - 202101

Descripción: Balance de Materia y Energía presenta los conceptos elementales sobre la relación entre los procesos industriales y el medio ambiente. El curso se basa en un enfoque de sostenibilidad que permite desarrollar en los estudiantes una actitud crítica con respecto a los procesos productivos llevados a cabo por el ser humano, a fin de mitigar los efectos adversos sobre el territorio. Propósito: El curso de balance materia ha sido diseño con el propósito de permitir al futuro ingeniero conocer los insumos/productos/desechos que generan los procesos industriales y que afectan el medio ambiente, para así desarrollar instrumentos/estrategias/emprendimientos dentro de su competencia profesional que sean sustentables en el tiempo tanto con el medio ambiente y la sociedad. El curso contribuye directamente al desarrollo de la competencia general de razonamiento cuantitativo de nivel de logro 2 y de la competencia específica de resolución de problemas de nivel de logro 1 El curso tiene como prerrequisitos a los cursos de Cálculo IGA (MA527) y Química Ambiental (MA530)

Balance de Materia y Energía - IG11 - 202102

Descripción: Balance de Materia y Energía presenta los conceptos elementales sobre la relación entre los procesos industriales y el medio ambiente. El curso se basa en un enfoque de sostenibilidad que permite desarrollar en los estudiantes una actitud crítica con respecto a los procesos productivos llevados a cabo por el ser humano, a fin de mitigar los efectos adversos sobre el territorio. Propósito: El curso de balance materia ha sido diseño con el propósito de permitir al futuro ingeniero conocer los insumos/productos/desechos que generan los procesos industriales y que afectan el medio ambiente, para así desarrollar instrumentos/estrategias/emprendimientos dentro de su competencia profesional que sean sustentables en el tiempo tanto con el medio ambiente y la sociedad. El curso contribuye directamente al desarrollo de la competencia general de razonamiento cuantitativo de nivel de logro 2 y de la competencia específica de resolución de problemas de nivel de logro 1 El curso tiene como prerrequisitos a los cursos de Cálculo IGA (MA527) y Química Ambiental (MA530)

Mecánica de Fluidos - GM101 - 202101

Descripción El curso de Mecánica de Fluidos brinda los criterios y fundamentos necesarios para que el futuro Ingeniero de Gestión Minera tenga los conocimientos generales de las propiedades de los fluidos, la teoría y las leyes fundamentales que describen el comportamiento de los fluidos en reposo y en movimiento. Se presenta la ecuación general de conservación en un volumen de control, y se desarrolla las ecuaciones de continuidad, de cantidad de movimiento, de energía y de momento de la cantidad de movimiento. Se estudian elementos fundamentales de la hidráulica experimental, el análisis dimensional y la semejanza dinámica, así como el efecto de la viscosidad en situaciones de flujo de fluidos, en particular, del flujo permanente a presión en tuberías, y métodos para el cálculo hidráulico de redes abiertas y cerradas. De este modo, se sienta las bases necesarias que permitan el estudio del flujo en conductos abiertos y cerrados, tales como: canales, tuberías, ríos, flujo en medio poroso, etc. Propósito El curso de mecánica de fluidos para el aprendizaje ha sido diseñado con el propósito de permitir al futuro Ingeniero de Gestión minera a desarrollar sus competencias en conocer y controlar las propiedades, la teoría y las leyes fundamentales que describen el comportamiento de los fluidos en reposo y en movimiento identificados en los procesos operacionales de la mina subterránea y superficial. El presente curso pertenece a la especialidad de la carrera de Ingeniería de la Gestión Minera, además es de carácter teórico práctico y está dirigido a los estudiantes del sexto ciclo que busca desarrollar la competencia específica 1: Identificar, formular y resolver problemas complejos de ingeniería aplicando los principios de ingeniería, ciencia y matemática (Nivel 2). Tiene los siguientes prerrequisitos: MA264 Ecuaciones Diferenciales y Álgebra Lineal y MA462 Física II.