Análisis de falla operacional de un sistema hidroneumático en instalación hospitalaria

Introduction: This paper presents the study of the operational failure of a hydro-pneumatic system for the supply of water to a hospital facility. Objective: Determine the cause or causes for the interruption of the water supply of the hydropneumatics system to the building. Methodology: The hydraulic characteristic of the pipe system was drawn and compared with the hydraulic characteristic of the hydro-pneumatic system, verifying that it fully satisfied the load and flow requests demanded by the building. Given the presence of noises and vibrations in the suction pipe, the comparison of the required NPSH vs. the available NPSH determined that the current design of the suction pipe is the cause for the hydro-pneumatic system failure. Results: Three variants for the modification of the design of the suction pipe in order to eliminate the phenomenon of cavitation are proposed. This avoids putting into operation an auxiliary pump that increases energy consumption by 8,760 kWh/year with a cost of 1,839.6 $/year and the insecurity in the water service. Conclusions: The selected hydro-pneumatic equipment satisfactorily meets the requirements of the installation, except for the design of the suction pipe where the available NPSH is lower than the NPSH required at flow rates higher than 900 l/min, hence, producing the cavitation phenomenon and causing the output of system’s service.Introducción: El trabajo presenta el estudio de la falla operacional de un sistema hidroneumático destinado al suministro de agua a una institución hospitalaria. Objetivo: Determinar la o las causas de interrupción del suministro de agua del sistema hidroneumático a la edificación. Metodología: Se trazó la característica hidráulica del sistema de tubería y se comparó con la característica hidráulica del sistema hidroneumático, comprobando que satisfacía plenamente las solicitudes de carga y flujo requeridas por la edificación. Dada la presencia de ruidos y vibraciones en la tubería de succión se realizó la comparación del NPSH requerido con el NPSH disponible, determinando que el actual diseño de la tubería de succión es la causa de la falla del sistema hidroneumático. Resultados: Se proponen tres variantes de modificación al diseño de la tubería de succión que eliminan el fenómeno de la cavitación. Ello evita poner en operación una bombea auxiliar que incrementa el consumo energético en 8760 kWh/año con un costo de 1839,6$/año y la inseguridad en el servicio de agua. Conclusiones: El equipo hidropresor seleccionado cumple satisfactoriamente los requerimientos de la instalación, exceptuando el diseño de la tubería de succión donde el NPSH disponible es inferior al NPSH requerido para caudales superiores a 900 l/min, apareciendo el fenómeno de la cavitación y provocando la salida de servicio del sistema

Análisis de falla operacional de un sistema hidroneumático en instalación hospitalaria

Introducción: El trabajo presenta el estudio de la falla operacional de un sistema hidroneumático destinado al suministro de agua a una institución hospitalaria. Objetivo: Determinar la o las causas de interrupción del suministro de agua del sistema hidroneumático a la edificación. Metodología: Se trazó la característica hidráulica del sistema de tubería y se comparó con la característica hidráulica del sistema hidroneumático, comprobando que satisfacía plenamente las solicitudes de carga y flujo requeridas por la edificación. Dada la presencia de ruidos y vibraciones en la tubería de succión se realizó la comparación del NPSH requerido con el NPSH disponible, determinando que el actual diseño de la tubería de succión es la causa de la falla del sistema hidroneumático. Resultados: Se proponen tres variantes de modificación al diseño de la tubería de succión que eliminan el fenómeno de la cavitación. Ello evita poner en operación una bombea auxiliar que incrementa el consumo energético en 8760 kWh/año con un costo de 1839,6 $/año y la inseguridad en el servicio de agua. Conclusiones: El equipo hidropresor seleccionado cumple satisfactoriamente los requerimientos de la instalación, exceptuando el diseño de la tubería de succión donde el NPSH disponible es inferior al NPSH requerido para caudales superiores a 900 l/min, apareciendo el fenómeno de la cavitación y provocando la salida de servicio del sistema.Introduction− This paper presents the study of the operational failure of a hydro-pneumatic system for the supply of water to a hospital facility.Objective−Determine the cause or causes for the in-terruption of the water supply of the hydro-pneumatic system to the building.Methodology−The hydraulic characteristic of the pipe system was drawn and compared with the hydraulic characteristic of the hydro-pneumatic system, verify-ing that it fully satisfied the load and flow requests demanded by the building. Given the presence of noises and vibrations in the suction pipe, the comparison of the required NPSH vs. the available NPSH determined that the current design of the suction pipe is the cause for the hydro-pneumatic system failure.Results− Three variants for the modification of the design of the suction pipe in order to eliminate the phe-nomenon of cavitation are proposed. This avoids putting into operation an auxiliary pump that increases energy consumption by 8,760 kWh/year with a cost of 1,839.6$/year and the insecurity in the water service.Conclusions−The selected hydro-pneumatic equip-ment satisfactorily meets the requirements of the instal-lation, except for the design of the suction pipe where the available NPSH is lower than the NPSH required at flow rates higher than 900 l/min, hence, producing the cavitation phenomenon and causing the output of system’s service

Evaluación hidráulica del sistema de bombeo de agua de mar hacia el banco de progenitores de camarón blanco Litopenaeus vannamei en la UEB Yaguacam

El estudio sobre “Evaluación hidráulica del sistema de bombeo de agua de mar hacia el banco de progenitores de camarón blanco Litopenaeus Vannamei en la UEB Yaguacam”, proviene de considerar que los equipos de bombeo representan el 35 % del consumo total de energía, y que en este caso se manipula una bomba de 53 kW de potencia que se utiliza 11 horas diarias. Para ello se investigaron características técnicas de la bomba y del sistema de tuberías, y se definió el punto de operación a 340 m3/h para una carga de 22,97 m, un rendimiento del 65,9 % y una potencia útil de 21,26 kW. Se determinó, con la utilización del flujómetro ultrasónico PCE-TDS 100, la magnitud de los salideros no deseados, los cuales generan una pérdida promedio de 9,9 % del agua bombeada; que representan un impacto energético de 21 133,5 kWh/año.Campus Lima Su

Emergy analysis in biomass combustion processes

El presente trabajo tiene como objetivo evaluar la sostenibilidad del bagazo, residuos agrícolas cañeros y el marabú dentro del proceso de combustión en una caldera tipo retal de 45 t/h de vapor a partir de un análisis emergético. Fueron determinados los índices emergéticos de razón de renovabilidad, carga ambiental, sostenibilidad emergética e índice de sostenibilidad emergética. A partir de la determinación de estos índices se obtuvo que para el caso de la combustión de bagazo la razón de renovabilidad (%R = 58,04) y la razón de eficiencia emergética (EYR = 2,3837) indicando esto que el proceso explota moderadamente los recursos naturales locales y el sistema no es sostenible por sí mismo. Sin embargo, el valor obtenido (ESI = 3,2971) da una medidaque el sistema contribuye moderadamente a la economía creando oportunidades para el desarrollo local. Para el caso de la combustión del Bagazo-RAC lo más significativo fue el alto valor de la razón de carga ambiental (ELR > 2) indicando que el impacto ambiental de esta alternativa es desfavorable y no es sostenible a largo plazo, contrario,a la combustión del marabú ya que es muy atractivo el bajo valor de la razón de carga ambiental (ELR = 0,5968), por lo que el sistema a largo plazo es sostenible por símismo.El presente trabajo tiene como objetivo evaluar la sostenibilidad del bagazo, residuos agrícolas cañeros y el marabú dentro del proceso de combustión en una caldera tipo retal de 45 t/h de vapor a partir de un análisis emergético. Fueron determinados los índices emergéticos de razón de renovabilidad, carga ambiental, sostenibilidad emergética e índice de sostenibilidad emergética. A partir de la determinación de estos índices se obtuvo que para el caso de la combustión de bagazo la razón de renovabilidad (%R = 58,04) y la razón de eficiencia emergética (EYR = 2,3837) indicando esto que el proceso explota moderadamente los recursos naturales locales y el sistema no es sostenible por sí mismo. Sin embargo, el valor obtenido (ESI = 3,2971) da una medidaque el sistema contribuye moderadamente a la economía creando oportunidades para el desarrollo local. Para el caso de la combustión del Bagazo-RAC lo más significativo fue el alto valor de la razón de carga ambiental (ELR > 2) indicando que el impacto ambiental de esta alternativa es desfavorable y no es sostenible a largo plazo, contrario,a la combustión del marabú ya que es muy atractivo el bajo valor de la razón de carga ambiental (ELR = 0,5968), por lo que el sistema a largo plazo es sostenible por símismo. ratio (ELR> 2), indicating that the environmental impact of this alternative is unfavorable and not sustainable in the long term, quite the opposite to the combustion of Marabouas the low value of the environmental load ratio is very attractive (ELR = 0.5968), so the system is sustainable in the long term by itself.Campus Lima Su

Radiation losses in steam boilers with the support of thermographic technique

En el trabajo se realiza un análisis termográfico con ayuda de la cámara térmica testo-875 desde el punto de vista cualitativo y cuantitativo al generador de vapor pirotubular modelo CMS/C-660, y se particulariza en la dependencia que existe entre el rendimiento y la radiación que este equipo emite. Se realiza la revisión de la literatura y se seleccionan las diferentes ex-presiones para calcular las pérdidas por radiación (q5) y su dependencia con el área superficial y la temperatura exterior de las paredes. Mediante el uso de la termografía se determinan las áreas con carencia de aislamiento en la superficie del ge-nerador, así como se cuantifican las áreas seleccionadas como críticas mediante la modelación en 2D a partir del software AutoCAD 2019. Fueron estimadas las pérdidas por radiación en cada una de las zonas críticas, donde la cuantificación de dicha pérdida reflejó deficiencias en el aislamiento térmico. Finalmente se determinó la cantidad de potencia irradiada al medio para cada una de las condiciones evaluadas, para el caso de las zonas críticas la potencia irradiada fue de 6 336 kJ/h mientras que para las zonas no-críticas 2 880 kJ/h, demostrándose el mal estado técnico en el generador de vapor.En the work, a thermographic analysis is carried out with the help of the testo-875 thermal camera from the qualitative and quantitative point of view to the model CMS / C-660 fire-tube steam boiler, and is particularized in the dependence that exists between the performance and the radiation that this equipment emits. The literature review is carried out and the different expressions are selected to calculate the radiation losses (q5) and their dependence on the surface area and the exterior temperature of the walls. Through the use of thermography, the areas with a lack of insulation on the surface of the boiler are determined, as well as the areas selected as critical are quantified by means of 2D modeling from AutoCAD 2019 software. Radiation losses were estimated in each one critical areas, where the quantification of said loss reflected deficiencies in ther-mal insulation. Finally, the amount of power irradiated to the medium was determined for each of the evaluated conditions, for the case of critical areas the irradiated power was 6 336 kJ / h while for non-critical areas 2 880 kJ / h, demonstrating the poor technical condition of the steam generator.Campus Lima Su

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

Applications of Solar Energy: History, Sociology and last Trends in Investigation

Abstract Introduction: The increase in global energy demand, environmental problems and geopolitical tensions due to the control of finite conventional energy resources; these are reasons that have currently focused the attention of scientists on the applications of solar energy. Objective: of this contribution is to reflect the trends in research regarding applications of solar energy. Materials and methods: used in this investigation consisted of a search and bibliometric analysis carried out in the academic directory Scopus. A group of publications was detected under specific search criteria. The information detected was processed with text mining elements in the visualization software and bibliometric map exploration of VOSviewer science. The article dead sections, records of the first applications of solar energy, the social environment of solar energy applications, the first scientific meetings of global connotation in this subject, and bibliometrics of scientific activity focused on the applications of solar energy in the 21st century. Result: of the research, a sociological and anthropological vision of the man / energy interaction is exposed; this complements lines of research such as sustainable production and consumption, energy management and climate change. Conclusions: The trend in these investigations today, is to growth, and are focused on: heating and cooling of buildings, electric power generation, both in concentrated and distributed forms; and energy conversion for industrial processes.Resumo Introdução: O aumento da demanda global de energia, problemas ambientais e tensões geopolíticas devido ao controle de recursos energéticos convencionais finitos; estas são razões que atualmente têm focado a atenção dos cientistas nas aplicações da energia solar. Objetivo: desta contribuição é refletir as tendências em pesquisa sobre aplicações de energia solar. Materiais e métodos: utilizados nesta investigação consistiram em uma pesquisa e análise bibliométrica realizada no diretório acadêmico Scopus. Um grupo de publicações foi detectado sob critérios de pesquisa específicos. As informações detectadas foram processadas com elementos de mineração de texto no software de visualização e exploração do mapa bibliométrico da ciência VOSviewer. Trabalho morto entre suas sessões, registros das primeiras aplicações da energia solar; o ambiente social das aplicações de energia solar; os primeiros encontros científicos de conotação global neste assunto; e bibliometria da atividade científica focada nas aplicações da energia solar no século XXI. Resultado: da pesquisa, expõe-se uma visão sociológica e antropológica da interação homem / energia; isso complementa linhas de pesquisa como produção e consumo sustentáveis, gerenciamento de energia e mudanças climáticas. Conclusões: A tendência nessas investigações hoje; é para o crescimento, e estão focados em: aquecimento e arrefecimento de edifícios, geração de energia elétrica, tanto em formas concentradas e distribuídas; e conversão de energia para processos industriais.Resumen Introducción: el incremento de la demanda energética a escala mundial, la problemática ambiental y las tensiones geopolíticas por el control de los finitos recursos energéticos convencionales, son razones que en la actualidad han focalizado la atención de los científicos en las aplicaciones de la energía solar. Objetivo: de esta contribución es reflejar las tendencias en investigación en cuanto a aplicaciones de la energía solar. Métodos: empleados en esta investigación consistieron en una búsqueda y análisis bibliométricos realizados en el directorio académico Scopus. Se detectó un grupo de publicaciones bajo puntuales criterios de búsqueda. La información detectada fue procesada con elementos de minería de textos en el software de visualización y exploración de mapas bibliométricos de la ciencia VOSviewer. El trabajo muestra, entre sus secciones, registros de las primeras aplicaciones de la energía solar, el entorno social de las aplicaciones de energía solar, las primeras reuniones científicas de connotación global en este tema, además de la bibliométrica de la actividad científica centrada en las aplicaciones de la energía solar en el siglo XXI. Resultado: de la investigación, se expone una visión sociológica y antropológica de la interacción hombre/energía. Esto complementa líneas de investigación como la producción y consumo sustentable, la gestión energética y el cambio climático. Conclusiones: la tendencia en estas investigaciones en la actualidad, es al crecimiento, y están enfocadas a: calefacción y refrigeración de edificios, generación de energía eléctrica, tanto en formas concentrada como distribuida; y conversión de energía para procesos industriales

Potencialidades de mejoras energéticas en el proceso tecnológico en los centrales azucareros

The paper presents a study on the potential of improvements in the technological process of the plants of the province of Cienfuegos, in order to be able to evaluate alternatives to achieve the increase in the delivery of electric energy to the National Electroenergetic System. The five current thermoenergy schemes of the plants under study are described, as well as the Termoazúcar system (STA 4.1) to evaluate a base case in each one of them and to be able to determine the opportunities of improvements from the analysis of operational indicators. The proposed measures are implemented in the improved cases, with the conclusion that changes in the technological process in the plants favor an increase of 12 to 38 % of the excess bagasse for each plant, as well as an increase of 22 382,8 kWh / d more than for base cases in the amount of energy soldEn el trabajo se presenta un estudio sobre las potencialidades de mejoras en el proceso tecnológico de los centrales de la provincia de Cienfuegos, con el fin de poder evaluar alternativas para lograr el incremento en la entrega de energía eléctrica al Sistema Electroenergético Nacional. Se describen los cinco esquemas termoenergéticos actuales de los centrales en estudio, así como el sistema Termoazúcar (STA 4.1) para evaluar un caso base en cada uno de ellos y poder determinar las oportunidades de mejoras a partir del análisis de indicadores operacionales. Se implementan las medidas propuestas en los casos mejorados, concluyéndose que los cambios en el proceso tecnológico en los centrales favorecen un incremento de un 12 a un 38 % del bagazo sobrante para cada central, así como un incremento de 22 382,8 kWh/d más que para los casos bases en la cantidad de energía vendid