Archive for the ‘Energía Térmica’ Category


En éste post hago un resumen hablado de mi ponencia “Orientaciones para hacer modelamiento matemático y simulación numérica en Ingeniería Electromecánica” que lo dí durante el evento Primeras Jornadas Tecnológicas Internacionales en Electromecánica
Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE.
Unidad de Gestión de Tecnologías
Latacunga, Ecuador. 12 – 14 Dic 2016
más información mía en mi fanpage http://www.facebook.com/jorgemirezperu que les invito a dar Me Gusta (Y) y visitar mi blog https://jmirez.wordpress.com y mis otros blogs están en mi website http://www.geocities.ws/jorgemirez

 

Anuncios

Dictado en la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI) en Lima, Perú los días jueves 25 de Mayo (5 a 8 pm) y viernes 26 de Mayo (6 a 8 pm) del 2017.

Jorge Mírez – Servicios en Ingeniería y Educación. WebSite: http://www.geocities.ws/jorgemirez WhatsAap: (+51) 970030394 Sede: Lima, Perú (disponibilidad de ir a provincias y exterior).


Jorge Mírez Tarrillo_Publicidad-1


Estimados lectores.
Formo parte de quienes están creando formalmente el Grupo de Investigación en Modelamiento Matemático y Simulación Numérica – GMMNS – en la Universidad Nacional de Ingeniería, en Lima, Perú. Lidero el grupo y quedan todos invitados a participar del grupo desarrollando sus investigaciones y colaborando en ellos; tanto los que son estudiantes, docentes y profesionales; así también quienes están en Perú o en el extranjero. Para quienes deseen participar se les pide estar registrados en el Directorio Nacional de Investigadores (DINA) del Concytec (en el caso de extranjeros no es necesario estar en DINA, se puede trabajar a como de colaboración). Tienen que fijar una línea de investigación y enviarme su DNI (pasaporte o carnet de extranjería). GMMNS cuenta con un fanpage que es la vitrina virtual por el momento y que quedan cordialmente invitados a darle Me Gusta e informarse progresavamente de nuestra labor. Atte: Jorge Mírez. Chairman GMMNS – Perú. Contact: jmirez@uni.edu.pe

Transmisión en Vivo del Encuentro de Académicos y Profesionales Chota 2016. Hoy 28 Dic 2016. De 14 h (hora Perú) se da link YouTube


"Link de transmisión en vivo y en Directo en español del Encuentro de Académicos y Profesionales MAP Chota 2016 que se realiza hoy 28 Dic. a partir de las 14 h (hora de Perú) en el Complejo Cultural "Akunta" de la CIudad de Chota"....
Página Web: http://jmirez.wixsite.com/mapchota2016 
Fanpage: https://www.facebook.com/mapchota2016/
PD: Se invita a los que desean grabarlo, transmitirlo por radio, TV y/o cable el evento.
Link Youtube de transmisión en vivo: http://youtu.be/gJEeSJ4iNTA"
Link de transmisión en vivo y en Directo en español del Encuentro de Académicos y Profesionales MAP Chota 2016 que se realiza hoy 28 Dic. a partir de las 14 h (hora de Perú) en el Complejo Cultural “Akunta” de la CIudad de Chota”….
Página Web: http://jmirez.wixsite.com/mapchota2016
Fanpage: https://www.facebook.com/mapchota2016/
PD: Se invita a los que desean grabarlo, transmitirlo por radio, TV y/o cable el evento.

Link Transmisión en Vivo y en Directo en Español

http://youtu.be/gJEeSJ4iNTA

 

Meeting of Academics and Professionals / Encuentro de Académicos y Profesionales MAP Chota 2016. Miércoles 28 Dic 2016 (Wed, Dec 28, 2016). 14:00 h – 20:00 h. Lugar: Complejo Cultural “Akunta”. Chota, Perú.


afiche-poster-map-chota-0216 logo-horizontal-map-chota-2016 logo_2

Se invita a todos los que desean participar como Ponentes de este Encuentro. Las reglas son:

  1. Las ponencias serán de al menos 15 minutos.

  2. Hay espacio para 24 ponencias de 15 minutos.

  3. Las ponencias serán transmitidas vía internet por dos canales de YouTube (uno en español y otro en inglés con traductor en vivo).

  4. Los ponentes enviarán hasta el 21 de diciembre sus ponencias y CV para ser colocados en el Programa del evento.

  5. El modelo del CV en formato Word está disponible en el siguiente link: https://jmirez.files.wordpress.com/2016/12/map-chota-2016_nombreyapellidoponente_cv.docx

  6. El modelo de la presentación en formato PPT está disponible en: https://jmirez.files.wordpress.com/2016/12/ppt_mar-chota-2016_autor.pptx

  7. Los archivo PPT y Word enviarlo a jmirez@uni.edu.pe


Motivación del Encuentro

Las fiestas de fin de año reúnen a la familia y amigos, para lo cual se da el retorno de estudiantes, académicos y profesionales desde sus centros de estudio, investigación y de trabajo a sus ciudades de origen (en los diferentes ciudades y pueblos a nivel nacional)  a pasarla en familia, con las amistades o simplemente es un tiempo de retorno a nuestros lugares de origen.

Este es un motivo especial para reunirnos para conocernos y compartir lo realizado durante el año mediante la conversación y ponencias tanto en lo académico y en las experiencias profesionales sean éstas realizadas en el sector público como privado.

Chota, la Atenas del Norte del Perú, se viste de gala al organizar el MAP Chota 2016 e invita a ser parte de este encuentro entre estudiantes de escuelas, colegios, pregrado y postgrado, académicos, profesores, padres de familia, investigadores, profesionales, organizaciones de base y sociedad en general  de fin de año 2016 y hacemos el llamado a todas las ciudades del Perú a que se realicen eventos similares, y hacemos extensivo también a todos los pueblos y ciudades de América Latina.

Durante el MAP Chota 2016 estamos organizando algunas actividades extras: como un compartir; feria tecnológica, artesanal y artística; exposición de fotografías y de libros.

Las seis horas que durará el evento quedará guardado en YouTube y la participación en el evento como Ponente o Asistente es totalmente libre y gratuito. Quedan todos invitados a participar.

Página Web del Encuentro http://jmirez.wixsite.com/mapchota2016


emisiones-mundiales-de-co2-por-combustible-1971-2014

La Figura muestra la evolución de las emisiones de CO2 según el tipo de combustible en el que se puede ver que todos los combustibles fósiles, en especial el carbón y gas natural, se ha ido incrementando durante los últimos 40 años. El carbón es principalmente usado en las centrales base mientras que el gas natural se usa como combustible primario en centrales base y centrales de punta.

Fuente: International Energy Agency. “CO2 Emissions from Fuel Combustion: Highlights”. IEA Publications http://www.iea.org. Paris, October 2016.


a-typical-15-kw-diesel-engine-fuel-curve

Fossil fuel generators are commonly used in hybrid energy systems. Actually, most isolated power systems are based on fossil fuel, using internal combustion engines as prime movers. It is common to see diesel engine/generators in medium-sized and larger isolated systems. The smallest systems sometimes use gasoline and some very large isolated power systems occasionally use conventional oil-fired steam power plants. Diesel generators typically consist of three main functional units: a diesel engine, a synchronous generator with voltage regulator, and a governor (device which automatically regulates speed). The diesel engine is normally connected directly to a synchronous generator. A voltage regulator ensures the proper voltage is produced. The frequency of the AC power is directly proportional to the engine speed, which in turn is controlled by the governor.

Diesel engine generators are often called on to follow the load. That means that their output must be equal to the system load less the production of any other generators that might be producing energy -net load. As the load may go up and down, so must the electricity generated. This is known as part load operation. Generally, the conversion efficiency is less at part load than at full load. Fuel consumption over the full range of operation is summarized in fuel curves. In these curves, fuel consumption is graphed against engine loads (see figure). Regardless of efficiency considerations, manufacturers normally recommend that diesel generators not be run below some specified minimum power level, known as the minimum load. Typically, the minimum recommended load is between 25% and 50% of rated. Engines run for long periods at levels below the minimum recommended can experience a number of problems.

From:
Francisco Goncalves Goiana Mesquita.“Design Optimization of Stand-Alone Hybrid Energy Sytems”. Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Major Energía. Universidade do Porto. Portugal. 2010


J996_Manifestación de la energía geotérmica en el Perú

En Perú – mi país – la manifestaciones de energía geotérmica son debidos principalmente a la interacción entre la placa oceánica de Nazca que se desplaza hacia el interior y por debajo de la placa continental. Esto se llama movimiento convergente de las placas. Cerca a la costa hay una parte profunda que por coincidencias de la naturaleza se llama el uppelling peruano, generador de la gran riqueza marina y que espero se conserve para la alimentación de la población peruana (dado que tenemos una fuente excelente de alimentación, pero tenemos 14 % de niños con desnutrición) ya que se lee en noticias que eso lo venden a las empresas extranjeras y el Ministerio del Medio Ambiente está pintado. En la parte central del Océano Pacífico asciende magma del interior de la Tierra lo cual es un movimiento divergente de las placas oceánicas. Recordar que el manto tiene 1.5% de material fundido que es sobre el cual la corteza terrestre “flota” y basta temperaturas de 700 °C para que las rocas de la placa de Nazca que se desplazan hacia abajo y por debajo de la placa continental se fundan. Hay zonas propensas de terremotos por lo general ubicados en lo que corresponde al Cinturón de Fuego del Pacífico. En el Sur de Perú y Chile hay volcanes bastante activos y muchas manifestaciones en superficie (fumarolas, aguas termales, etc) de indicios de anomalías térmicas que implica una cercanía del magma a la superficie terrestre o la presencia de fallas o fisuras que permiten ello. Con importancia para quienes deseen realizar investigaciones en la determinación de potenciales recursos geotérmicos y la predicción de terremotos…


J995_Potencial de generación geotérmica en cada región

En un post anterior se menciona que Perú tiene varias regiones geotérmicas dándose un mapa del territorio peruano con la demarcación de dichas regiones geotérmicas… en otro post se colocó un listado de identificados zonas geotérmicas con potencial de generación de electricidad. En este post un gráfico complementario es el que se muestra e indica la capacidad de generación eléctrica desde fuentes geotérmicas por región getérmica en Perú. La Region 5 que corresponde al sur del país (Regiones de Tacna, Moquegua) colindantes con los países de Chile y Bolivia es el que tiene mayor potencial con manifestaciones a nivel de superficie bastante evidentes y fuertes que fácilmente califican como pozos geotérmicos de alta entalpía. Amuso que en Chile y Bolivia – más o menos cerca a la frontera con Perú – se tendrá identificadas fuentes geotérmicas, aunque en Chile el desierto de Atacama tiene un gran potencial para la generación solar fotovoltaica.


J994_Resumen del potencial geotérmico del Perú para la producción de energía eléctrica

En el presente post se muestra los datos del Ministerio de Energía y Minas del Perú en cuanto a los lugares con potencial para la generación de electricidad a partir de fuentes geotérmicas. Se puede observar la ubicación del campo geotérmico, su potencial capacidad efectiva de generación MWe y la región en que se ubica cada uno de ellos – incluye la región política y la región geotérmica (algo que hemos tratado en el post anterior) – lo que sumando capacidades sale que se podrían obtener unos 2,880 MW de electricidad, lo cual es casi la tercera parte de la capacidad instalada de generación en Perú e implicaría una notable reducción de la huella de carbono del sistema electroenergético peruano. Hay unos campos más promisorios que otros. La recomendación sería que quizás algunas buenas autoridades locales y/o regionales, hagan esfuerzos de gestión de cooperación internacional para que dichos proyectos se hagan realidad y tengamos por ejemplo: empresas eléctricas regionales públicas rentables y fiables – rescato acá el ejemplo de la Empresa de Electricidad de Arequipa en el Sur del Perú y que cuando el Gobierno Peruano la quería privatizar, bueno Arequipa no se deja… es por ello que sigue siendo Arequipa y dicha Empresa Eléctrica Pública continúa. Bolivia es el otro ejemplo. Quizás ambos tengan también sus deficiencias, a lo que voy es que con buena gestión, compromiso de las personas y claridad en la gestión se puede hacer muchas cosas desde el sector público.


J991_Comparación entre la geotermia y otras Fuentes de Energía renovable

En anterior post se había tratado algo parecido con un indicador de o a 100 % de que tanto viable o no viable era tal o cual tecnología en un aspecto específico. En la presente figura pueden ser con un sí o un no (.). Todas las tecnologías son viables actualmente. Obviamente mientras que a mayor capacidad instalada los costos se reducen, el proyecto se hace más viable y los tiempos de inversión se acortan. Aclaro que procuro en éste blog pensar en producción de energía eléctrica en grande, es decir de varios MW o por decir varias decenas de MW o más, dado que eso es lo que pide el mercado eléctrico. Una microred por ejemplo es hasta 10 MW, la generación distribuida es de 50 MW y así por decirlo y hay más: centrales virtuales, smart grids, etc. En los conceptos de Ambiente y Disponibilidad, se tiene que analizar algunas tecnologías en base a las repercusiones del cambio climático en cada país y región dentro de cada país.


J990_Factores de capacidad de Planta para varios tipos de Energía Renovable

El factor de capacidad de planta es un parámetro importante dentro del estudio de una planta o central eléctrica. A veces puede tener un valor interesante desde el punto de vista de ingeniería, pero a los inversores no les gusta siempre, ellos desean tener los más altos valores en capacidad de planta, de esta manera la producción esta asegurada a cada vez más cerca a la capacidad instalada. La gráfica del presente post muestra un promedio de las capacidades de planta de diferentes centrales de generación eléctrica con tecnologías renovables (consideren que mi opinión es que el small hydro no es tecnologías renovables) y entre ellas lo que es geotérmica tiene un alto valor dado que el recurso siempre está disponible de ser explotado si es posible a su máxima capacidad. Algunos problemas con la obstrucción de ductos, formación de caliches, entre otras cosas son los que reducen en parte la capacidad de planta, pero esto frente a las demás tiene una gran diferencia. Si se ha implementado tecnologías como las PV y las eólicas que tienen una menor capacidad de planta, la geotérmica tiene la perspectiva de ser implementada a gran escala, pero seguro que para eso falta mejorar algunas tecnologías para que lo hagan más viable. En ello de hecho interviene la industria, universidades y centros de investigación que desean comprarse el lío de investigar y desarrollar tecnologías y materiales para hacer posible ello.


J989_Emisiones de CO2 en los ciclos de vida de las diferentes fuentes de energía

In the present post a comparasion has been development between differents energy sources: Coal, Oil Thermal, Single Cycle, Combined Cycle, Nuclear Power, Hydropower, Geothermal (my lecture interest in this days in this days), Solar PV Power and Windpower Plant. There is one cycle call “binary cicle” in Geothermal with minimum impacto in enviromental (cuasi zero CO2). Goethermal have a good potential in applications as heat and electric power generation. In Perú it have a promisore future and other countries too. Mathematical models and numerical simulations in Matlab/Simulink of this topic is of my interest.


J988_Comparación de generación de electricidad con Recursos Geotérmicos

En lo que son energías renovables hay diferentes tecnologías que permiten la generación de electricidad a partir de fuentes renovables. En la gráfica se muestra una comparación entre ellas, aunque sinceramente esto de las “Pequeñas Hidroeléctricas” no debería ser planteado como fuentes renovables, porque de hasta 20 MW ya involucra un cambio serio en el entorno medioambiental, hay que colocar un embalse y varias cosas más incluido la infraestructura y cambia el microclima local… Creo que lo colocaron para que digan: “estamos haciendo algo”… Bueno, hay calificativo de favorable y no favorable para los siguientes conceptos: Costos de generación; potencial técnico; desarrollo de la industria; estabilidad de la planta; factor de capacidad; potencial de uso combinado; emisiones de CO2 y uso de tierras.


J987_Planta Geotérmica para la Generación de Electricidad_Diagrama 1 J987_Planta Geotérmica para la Generación de Electricidad_Diagrama 2

En el presente post se muestra dos esquemas de uso de la energía geotérmica para la generación de electricidad hechos con el diseño de tipo binario. El fluido caliente proveniente del interior del planeta asciende y en la superficie ingresa a un intercambiador de calor en que cede parte de su calor hacia un segundo fluido el cual no tiene contacto directo con el fluido proveniente del pozo geotérmico. El vapor saturado o sobrecalentado se ingresa a una turbina de vapor de agua en el que parte de su energía se transforma en energía mecánica de rotación y se va expandiendo hasta su salida de la turbina en la que luego pasa a un condensador. El sistema puede tener una parte de alta y baja presión, es decir, una turbina de alta presión y otra turbina de baja presión. Útil en campos geotérmicos cuando se tiene altas temperaturas y presiones.

Para variar hay los que el vapor sale del pozo geotérmico e ingresa a un separador de vapor, en la que el líquido se reinyecta al pozo y el vapor pasa hacia la turbina de vapor. Acá hay que tener en cuenta la calidad del vapor por un lado y los componentes del vapor de agua por otro lado, dado que el agua en vapor no es corrosivo pero si los componentes que son arrastrados por el fluido proveniente del pozo geotérmico. El vapor forzado a recorrer la turbina entrega parte de su energía y la mezcla líquido – vapor a la salida se condensa y se reingresa hacia el interior del planeta.

Hay que considerar que hay una eficiencia en convertir parte de la energía térmica en mecánica y electricidad y eso es algo que se desea, pero tanto ya el consumo de dicha energía por el usuario final y la energía que se disipa hacia el medio ambiente por parte del condensador para volver líquida el agua, contribuyen a incrementar la carga térmica sobre el medio ambiente (por lo general la atmósfera) por el principio de conservación de la energía.


J986_Gradiente de temperatuar

Usualmente se dice que la temperatura al interior de la Tierra varía de manera constante y no es así. En principio debido a que los estratos terrestres son diferentes en cada lugar del planeta (la composición de las rocas y sustratos), incluso cambian con el tiempo con la interacción entre la lluvia, el viento, las mareas y con el progresivo movimiento de las placas. En la figura se observa una representación del cambio de temperatura a medida que se parte desde la superficie en un kilómetro. Los cambios de temperatura son importantes para determinar el material adecuado de las tuberías a fin de que puedan compensar las deformaciones, además, el cambio de temperatura da a saber las direcciones del flujo térmico y lugares en que también se esté generando calor. Esta curva refleja el estado estable de temperaturas al interior de la corteza, entonces como es estado estable, indica que si hay pérdida de energía en una dirección, hay ganancia en la otra dirección y por lo tanto la temperatura se muestra como tal; si esto se cumpliera se tendría una temperatura uniformemente variable en función de la profundidad, pero se observa que no lo es, entonces hay lugares en donde se pierde un poco más de energía y otros en los que se genera. Causas, motivos y variaciones en el tiempo son temas de estudio interesantes y dependen de la geología y la dinámica de la corteza en el lugar de estudio.


J985_Algunos proyectos de Geotermia en el mundo

Cada vez hay más proyectos de plantas geotérmicas en el mundo. En este mismo momento hay varios estudios en realización de factibilidad, exploración e inicios de perforación en diferentes países. En la figura se muestra algunas plantas geotérmicas que Uds lo pueden buscar ya en el WWW para mayor detalle de sus instalaciones y también, si están interesados el marco legal, de operación, del tema medioambiental y demás temas relacionados a la operación de las centrales geotérmicas. Incapié en las plantas de geotérmica ubicadas en la costa oeste de Norteamérica bastante asociadas a la Falla de San Andrés. También se puede ver en el contienente asiático, en Japón y los países cercanos a las Filipinas en que también hay una fuerte disposición a usar parte de esta energía. Esto nos dice además que las partes calientes están lo bastante cercanas a la superficie de la corteza o son lo bastante intensas que permiten ser explorados y explotados de manera rentable.


J983_Capacidad instalada a nivel mundial en Geotermia

Desde la crisis del petróleo de los 70’s, las plantas geotérmicas se han ido implementando principalmente en los países desarrollados. En esta parte del continente quizás México sea el que lleva la delantera en instalaciones geotérmicas. En Sudamérica aún se están haciendo esfuerzos para poder implementarlas. En otras latitudes el impulso ha sido fuerte y hay al menos más de una decena de GW instalados y en producción. Obviamente estas tecnologías requieren de personal especializado y el efecto en el medio ambiente se puede remediar, dado que sólo hay un efecto durante el proceso de perforación, pero ya luego de ubicado los ductos y las instalaciones, se puede volver a restablecer el entorno de la central geotérmica por medio de un programa medioambiental de recuperación. Lo bueno es que utilizan poco espacio, dado que los ductos van hacia el interior del planeta y no son como las hidro, centrales térmicas que queman combustibles y van gases de combustión al medio ambiente. La geotérmica se debe aprovechar al máximo para la cada vez creciente demanda eléctrica y que nutra hacia las otras tecnologías renovables para reducir en lo posible el consumo de combustibles fósiles.