Centro de Investigación en Metrología y Calidad (CEMECA)

Exposición realizada en el marco del  Encuentro del Ministerio de la Producción, Ciencia y Tecnología de la Provincia de Buenos Aires con autoridades y centros de la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. Exposiciones de los directores de los Centros de Investigación propios, asociados y vinculados

Energía solar térmica de concentración, tecnología eficiente, sustentable y gestionable en la República Argentina

El moderno concepto que se aplica hoy a las energías renovables, por el cual éstas deben ser eficientes, limpias y gestionables, tiene su máximo exponente en la energía solar térmica de concentración. (ESTC). Este tipo de tecnología solar es la única gestionable durante veinticuatro horas continuas, con un 75 % del valor agregado en productos de industria nacional.Trabajo publicado en Acta Bioquímica Clínica Latinoamericana; no. 52, supl. 2, parte I, diciembre de 2018.Universidad Nacional de La Plat

Análisis y evaluación de la eficiencia coseno de un colector cilindro parabólico polar: Aplicación en una región subtropical de Argentina

The influence of the incident angle of a solar concentrating system to be applied to direct steam generation is reported. Such system consists of an ensemble of a trough collector and a receiver, through which water flows as heating fluid. The trough collector is inclined according to the latitude coordinate, parabolically curved and one-axis tracked. The collector is mathematically analyzed using the data of a typical solar year, and it is compared with another one without inclination. There is a significant improvement in the cosine optical efficiency throughout the year in the polar parabolic trough collector, especially in the winter season. This ensemble is also analyzed employing computer tools based on Tonatiuh Ray-Tracing methodology, and the optimal receiver dimensions were calculated. The polar parabolic trough collector is a promising collector for concentrated solar power systems at subtropical latitudes; it provides a better usage of the solar resource for the processes involved in getting heat or generating electricity, especially in medium and low scale applications.Se reporta la influencia del ángulo de incidencia de un sistema de concentración solar que se aplicará a la generación directa de vapor. Dicho sistema consta de un colector cilindro parabólico y un receptor a través del cual fluye el agua como fluido de trabajo. El colector se encuentra inclinado según la coordenada de latitud, curvado parabólicamente y con seguimiento en un eje. El colector se analiza matemáticamente utilizando los datos de un año solar típico y se compara con un colector sin inclinación. Hay una mejora significativa en la eficiencia óptica coseno durante todo el año en el colector cilindro parabólico polar, especialmente en la temporada de invierno. Este colector también se analiza empleando herramientas informáticas basadas en la metodología Tonatiuh Ray-Tracing, y se calculan las dimensiones óptimas del receptor. El colector cilindro parabólico polar es un colector prometedor para sistemas de energía solar concentrada en latitudes subtropicales, ya que proporciona un mejor aprovechamiento del recurso solar para los procesos involucrados en la obtención de calor o generación de electricidad, especialmente en aplicaciones de mediana y baja escala

DESALINIZACIÓN DE AGUA UTILIZANDO SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS DE ALTA CONCENTRACIÓN

Existe un tipo de concentradores de energía solar térmica de concentración capaz de aprovechar la radiación solar directa, es decir aquella radiación que no desvía su trayectoria al atravesar la atmosfera terrestre, entre estos se encuentran los Colectores Cilíndrico Parabólico (CCP) conformados por espejos de gran superficie que, debido a su curvatura son capaces de reflejar la radiación solar en una superficie mucho menor, denominada tubo receptor, generando un foco calórico de forma lineal. El tubo receptor cuenta con una superficie de alta relación de absortividad /emisividad capaz de absorber la mayor cantidad de energía posible y transferir la mayor parte de esta al fluido de trabajo que circula por su interior. Este puede ser algún tipo de aceite térmico o agua, este transporta el calor que finalmente generará vapor saturado para alimentar una turbina Rankine para generación de energía eléctrica.  A demás puede ser utilizado para abastecer de calor a un proceso, como secaderos, desalinización de agua o esterilización. Los CCP suelen orientarse en el plano horizontal con su eje de rotación siguiendo la línea norte-sur. A lo largo del día, los mismos orientan su plano de apertura de forma que la concentración solar lograda sea máxima. Por esto es sumamente importante el estudio de la radiación y la precisión en el seguimiento solar de este tipo de equipos. El agua es un recurso escaso en nuestro planeta, y el agua potable es indispensable para la vida, ya sea para consumo, aseo, riego y producción de alimentos. El acceso a una fuente segura de agua se ve dificultada por la creciente demanda de esta a nivel mundial, las sequías extremas, el calentamiento climático y la contaminación de las fuentes de agua dulce, lo cual lleva a considerar el agua de los océanos y de otras fuentes saladas para su potabilización. Teniendo todo esto en consideración se tiene como objetivo de esta tesis lograr el desarrollo de un equipo desalinizador de agua que utilice como fuente calórica el calor de proceso generado por un equipo CCP de autoría propia. Se estudio la bibliografía disponible y se consideró que el equipo que más se adapta a nuestros requerimientos es el destilador Humidificador/Deshumidificador (HDH), los equipos HDH están conformados por dos partes, un Humidificador, donde el agua salobre, que fue calentada por el CCP mediante un intercambiador de calor, es pulverizada y a su vez es atravesada por una corriente de aire que se humedecerá. Aquí el flujo de aire aumenta su humedad y temperatura evaporando parte del agua y quitándole parte de la energía mediante calor latente de evaporación. Luego ese flujo de aire saturado en humedad circula hacia el deshumidificador, el cual consta de un enfriador, por el cual circula el agua salobre previo calentamiento, funcionando como precalentador, allí choca el aire húmedo y se condensa en forma de gotas, que serán recolectadas al final del procedimiento, obteniendo así el destilado final del proceso

Energía solar térmica de concentración, tecnología eficiente, sustentable y gestionable en la República Argentina

El moderno concepto que se aplica hoy a las energías renovables, por el cual estas deben ser eficientes, limpias y gestionables, tiene su máximo exponente en la energía solar térmica de concentración. Este tipo de tecnología solar es la única gestionable las veinticuatro horas continuas, con un 75 % del valor agregado en productos de industria nacional. Se utiliza para ello, el almacenamiento de sales térmicas. Desde el año 2012, la Universidad Nacional de La Plata y la Comisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aires, a través de sus laboratorios LOCE y CEMECA, vienen desarrollando varios proyectos de I+D+i1 en generación de energía eléctrica y calor de proceso industrial con esta tecnología. En este trabajo, se muestran los estudios hechos en: diseños experimentales, materiales nacionales, métodos de determinación y medición, áreas de solarimetría accesibles, así como aplicaciones posibles. La Plataforma Solar de Almería, en España, es un centro de desarrollo tecnológico para la investigación de equipos, tecnologías y referencias en estas tecnologías, con el cual la UNLP ha firmado programas de capacitación y formación de recursos humanos, así como un programa específico de la Red CyTED, para el desarrollo de sistemas de energía solar térmica de concentración combinando híbridos con biomasa.Trabajo presentado por el Centro de Investigación en Metrología y Calidad (CEMECA

Diseño óptico de un colector cilíndrico parabólico inclinado para generación directa de vapor

La constante demanda energética y el agotamiento de las fuentes de combustibles tradicionales con la consecuente contaminación producida por la quema de los mismos nos lleva a buscar nuevas fuentes de energía. Una alternativa ya conocida es la energía solar que su carácter limpio e ilimitado la hace atractiva para la investigación de nuevas formas de su aprovechamiento. Diferentes sistemas solares térmicos se utilizan para la producción de electricidad, todos ellos concentran la energía solar incidente y la reflejan a un punto o una línea donde un receptor con un adecuado fluido de transferencia absorbe la energía térmica para luego conducirla a un intercambiador en el cual la transfiere al agua o al vapor que se utiliza para mover una turbina y producir electricidad. En el presente trabajo se realiza el modelado de un novedoso colector parabólico inclinado utilizando el software Tonatiuh Ray Trace. La salida del programa se analiza a continuación con Matlab, se leen los datos binarios y se realiza un análisis matemático del conjunto de impactos. Finalmente se propone un diseño de concentrador analizando sus mejoras de rendimiento

Determinación de la eficiencia de un colector disco parabólico

Actualmente los métodos de determinación de la eficiencia de concentradores tipo disco parabólico en energía solar térmica, se realizan evaluando por separado las absorbancia y reflectancia de los materiales ópticos del instrumento; conjuntamente con un análisis de la eficiencia óptica del sistema, pero no se contaba con un método más simple con el cual evaluar el conjunto de las variables. En nuestro laboratorio de óptica (FCAG-UNLP) se construyeron diversos prototipos de concentradores tipo disco parabólico, compuestos por facetas planas, que alineadas de la forma correcta asemejan a una superficie parabólica. Éstas resultaban complicadas de tipificar por los métodos de análisis usados en otros colectores debido a su particular construcción Ante esta situación se desarrolló un método empírico con el cual observar y medir la eficiencia total del artefacto. En el presente trabajo se aborda la problemática descrita y se elabora un método experimental utilizando un calorímetro con el que mide la potencia entregada por la fuente solar; conjuntamente se analizan los datos meteorológicos junto con las pérdidas térmicas cuantificadas, logrando obtener una medida de la eficiencia del sistema.Facultad de Ciencias Astronómicas y GeofísicasComisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aire

Diseño y comparación entre dos tecnologías posibles para una central termosolar de 30MWe

El presente trabajo se enmarca en el Proyecto de Generación de Energía Eléctrica a través de Energía Solar que lleva adelante el Laboratorio de Óptica Calibraciones y Ensayos (LOCE) de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas UNLP. El objetivo es el estudio, estimación, diseño y comparación entre dos tecnologías posibles para una central termosolar de 30MWe. El área elegida para realizar este estudio es la Ciudad de Buenos Aires, eventualmente se estudiará la posibilidad de llevar el proyecto a otras provincias que lo requieran.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Aprovechamiento del PET como estrategia de mejoramiento socio ambiental

El presente trabajo, plantea la necesidad de dar solución a la gran cantidad de plásticos que se aglomeran en la ciudad de Villa Regina- Rio Negro. Se describe el alcance de la campaña, los objetivos propuestos y la metodología empleada en el mismo para la separación de RSU, desde EDESA-UNCo y el Municipio de esta ciudad. Partiendo de un estudio de referencia demográfico y de concentración local de RSU, se planteó, en principio, colocar una serie de puntos limpios, cuya finalidad fue tener perfectamente identificados por color y/o carteles, recipientes para VIDRIOS, CARTON Y PLASTICOS. El acopio de estos RSU se llevó a cabo durante catorce meses. El proyecto propone una forma de trabajar y reutilizar el sector Plásticos de estos RSU. El grupo de investigación de Energías Desarrollo Sustentable Alimentación EDESA de la Universidad Nacional del Comahue fue quien desarrolló la metodología de uso y aprovechamiento de los mismos. Se describe el diseño, desarrollo y construcción de dos máquinas necesarias, con material de rezago, una extrusora y una chipeadora con diseño del grupo EDESA- Se describen los juegos construidos, el uso del producto procesado, la capacitación y difusión del tema en la sociedad de Villa Regina.Need was raised to provide a possible solution to the large amount of plastics that are agglomerating in the city of Villa Regina; a campaign was planned for the separation of MSW, together with the local Municipality, determining the clean points for said collection. These consist of three containers identified by color or/and posters, specifying what should be deposited there, namely glass, cardboard, plastics. The first two are left to the Municipality and a part of the plastics are used by the members of the extension and research team Energies Sustainable Development Food EDESA of the National University of Comahue to use them as an input for a new product. It is planned to make didactic and/or entertainment games that will be donated to initial level educational institutions and retirement centers. For the construction of the plastic extrusion machine and the molds necessary to make the sets, it is planned to use disused material. In addition, a cycle of talks will be implemented in educational establishments at different levels and in retirement centers, to promote the visibility, awareness and awareness of the damage caused by the excessive consumption of plastics, the consequent use of natural resources and fossil energy that is. They invest in the massive construction of fixed assets that the USELO and TIRELO concept imposes on us.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Characterization of materials for the design and development of collectors and receivers of concentration solar thermal radiation

El trabajo que se presenta muestra el estudio de diferentes materiales a utilizar en el diseño de colectores y receptores para usar en la construcción de prototipos innovadores que usen tecnología basada en el empleo de la Energía Solar Térmica de Concentración (ESTC), para la generación de calor y electricidad. Se estudiaron las propiedades ópticas de los diferentes materiales propuestos, así como su estabilidad térmica y durabilidad ya que con ellos se construirán, específicamente, los componentes de la tecnología de sistema de Colector cilíndrico Parabólico (CCP). Con el propósito de alcanzar mayor eficiencia en el proceso de transformación de energía, se optimizaron, a través del diseño y la simulación, diversas geometrías del dispositivo, que se articularán a los sistemas de seguimiento de la radiación solar en la unidad CCP prototipo, tomando en consideración las regiones geográficas de aplicación.The work presented shows the study of different materials to be used in the design of collectors and receivers to be used in the construction of innovative prototypes that use technology based on the use of Solar Thermal Concentration Energy (ESTC), for the generation of heat and electricity.The optical properties of the different materials proposed were studied, as well as their thermal stability and durability, since with them the components of the Parabolic Cylindrical Collector (CCP) system technology will be specifically built. In order to achieve greater efficiency in the energy transformation process, various geometries of the device were optimized through design and simulation, which will be linked to the solar radiation monitoring systems in the prototype CCP unit, taking into consideration the geographical regions of application.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica