FRRo - I+D+i - Artículos en Revistas

Permanent URI for this collectionhttp://48.217.138.120/handle/20.500.12272/1297

Browse

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 20 of 59
  • Thumbnail Image
    Item
    A NGCC power plant with a CO2 post-combustion capture option : optimal economics for different generation/capture goals
    (Elsevier, 2013-11-13) Mores, Patricia Liliana; Godoy, Ezequiel; Mussati, Sergio Fabián; Scenna, Nicolás José
    Fossil fuel power plants are one of the major sources of electricity generation, although invariably release greenhouse gases. Due to international treaties and countries regulations, CO2emissions reduction is increasingly becoming key in the generators’ economics. NGCC power plants constitute a widely used generation technology, from which CO2capture through a post-combustion and MEA absorption option constitutes a technological challenge due to the low concentration of pollutants in the flue gas and the high energy requirements of the sequestration process. In the present work, a rigorous optimization model is developed to address the design and operation of power plants coupled to capture systems. The equations-oriented modeling strategy here utilized can address greenfield designs in which design and operating variables are simultaneously optimized, in order to ensure that the system will be able to meet process requirements at minimum cost. Then, an analysis of the electricity cost, CO2avoidancecost, energy penalties, as well as the optimal values of decision variables is thoroughly pursued. Different economic tradeoffs are comprised at the optimal solutions for the joint project, as given by the different discrete and continuous decisions that the designer needs to weight in order to achieve the desired generation and capture goals, including the number of parallel capture trains, the inherent efficiency of each recovery unit, and the overall emissions reduction rate. In this context, the joint optimization of the NGCC power plant with the amine-based capture option results in a novel configuration where 731 MW are optimally generated for supplying both the external demand and the capture plant energy requirements, and achieving an overall CO2emissions reduction rate of 82.1% by means of a three capture trains arrangement, where 13.4% of the flue gas stream is bypassed and 94.8% of the CO2gets recovered at each unit. This new generation/capture project features optimal values of its economic performance indicators, with an avoidance cost of 81.7 US$ per tonne of CO2 captured, which can Ministerio de Educación y Deportes Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Rosario Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional Rosario Zeballos 1341, Rosario, Santa Fe, Argentina only be secured by simultaneously optimizing the design and operating variables of both systems on a start-of-the-art optimization algorithm.
  • Thumbnail Image
    Item
    A risk– based design of ammonia refrigeration systems in food manufacturing plants.
    (2019-01) Biscotti, Paola Silvina; Reinheimer, María Agustina; Scenna, Nicolás José
    This paper presents a risk-based design procedure of ammonia based refrigeration processes taking into account the allocation of the manufacturing plant and the surrounding environment vulnerability at early stages of process design. In addition, the proposed design framework allows the integration of a process simulator with vulnerability assessment packages. As a case study, the design of the refrigeration system for a surimi manufacturing plant is presented.
  • Thumbnail Image
    Item
    A strategy for the economic optimization of combined cycle gas turbine power plants by taking advantage of useful thermodynamic relationships
    (Elsevier, 2010-11-01) Godoy, Ezequiel; Benz, Sonia Judith; Scenna, Nicolás José
    Optimal combined cycle gas turbine power plants characterized by minimum specific annual cost values are here determined for wide ranges of market conditions as given by the relative weights of capital investment and operative costs, by means of a nonlinear mathematical programming model. On the other hand, as the technical optimization allows identifying trends in the system behavior and unveiling optimization opportunities, selected functional relationships are obtained as the thermodynamic optimal values of the decision variables are systematically linked to the ratio between the total heat transfer area and the net power production (here named as specific transfer area). A strategy for simplifying the resolution of the rigorous economic optimization problem of power plants is proposed based on the economic optima distinctive characteristics which describe the behavior of the decision variables of the power plant on its optima. Such approach results in a novel mathematical formulation shaped as a system of nonlinear equations and additional constraints that is able to easily provide accurate estimations of the optimal values of the power plant design and operative variables.
  • Thumbnail Image
    Item
    Agregado de valor a expeller de soja.
    (2019-12) Godoy, Ezequiel; Llopart, Emilce; Morselini, Santiago; Mijoevich, Ayelén; Romero, María del Pilar; Aimaretti, Nora; Reinheimer, María Agustina
    El presente trabajo se enfoca en la extracción acuosa de proteínas a partir de expeller de soja y su posterior precipitación, así como en el análisis de los efluentes sólidos resultantes de este proceso a fines de evaluar su potencial valorización considerando principalmente el contenido de fibra dietaria. Para esto, se evaluaron y caracterizaron muestras de expeller provistas por PyMES de la región, que fueron sometidas al proceso de recuperación de proteínas y fibras bajo un amplio rango de condiciones operativas. Los resultados obtenidos fueron sometidos a análisis de varianza, y permiten detectar potenciales alternativas de procesamiento para la generación de productos de mayor valor agregado.
  • Thumbnail Image
    Item
    An optimization model for evaluating the economic impact of availability and maintenance notions during the synthesis and design of a power plant
    (Elsevier, 2017-01-27) Godoy, Ezequiel; Benz, Sonia Judith; Scenna, Nicolás José
    In this paper, we introduce an optimization strategy in order to comprehensively quantify the impact of availability and maintenance notions during the early stages of synthesis and design of a new natural gas combined cycle power plant. A detailed state-space approach is thoroughly discussed, where influence of maintenance funds on each component’s repair rate is directly assessed. In this context, analysis of the reliability characteristics of the system is centered at two designer-adopted parameters, which largely influence the obtained results: the number of components which may fail independently at the same time, and the number of simultaneous failure/repair events. Then, optimal solutions are evaluated as the availability-related parameters and the amount of resources assigned for maintenance actions are varied across a wide range of feasible values, which enable obtaining more accurate and detailed estimations of the expected economic performance for the project when compared with traditional economic evaluation approaches.
  • Thumbnail Image
    Item
    Análisis de la molienda de expeller de soja evaluando la performance de diferentes tipos de molinos.
    (2017) D’Emanuele Ares, Carolina; Accoroni, Cecilia; Ferigutti, Leonardo; Godoy, Ezequiel; Reinheimer, María Agustina
    El objetivo del presente trabajo es analizar la performance del proceso de molienda y tamizado de expeller de soja, subproducto de la extracción de aceite por el método de extrusado-prensado, para su posterior utilización en la obtención de productos proteicos. La molienda se realiza con tres molinos diferentes: de bolas (impacto), de rodillos (cizalla y compresión) y de cuchillas (cizalla), bajo diferentes condiciones de operación. El análisis de tamizado se realiza utilizando la serie de tamices ASTM Nº 5, 6, 10, 12, 25, 30 y ciego. Los productos obtenidos se clasifican en finos, medios, y gruesos, analizándose así los rendimientos de cada fracción en cada molino. Al ser la fracción de interés la correspondiente a las partículas de tamaño medio, se concluye que los molinos de cuchillas y de rodillos son mas adecuados debido a que se alcanzan rendimientos superiores al 55% cuando se los opera con una sola pasada. Asimismo, se calculan y reportan las energías especıficas desarrolladas en las moliendas con la Ley de Bond para exponer una comparativa.
  • Thumbnail Image
    Item
    Análisis de la movilidad eléctrica en el contexto del transporte sostenible en Argentina.
    (ASADES, 2024) Chemes, Jorge Abel; Molinari, Luis María; Mansur, Sergio Luis
    La transición energética en América Latina está instalada en diversos ámbitos, y atender la movilidad resulta crucial ya que en la región es el sector que más energía demanda. Este trabajo tiene como objetivo analizar el rumbo de la planificación de la transición energética en el sector transporte en Argentina, teniendo en cuenta el Plan Nacional de Transporte Sostenible, los datos del mercado y fundamentalmente los lineamientos de acciones que determinarán el futuro del transporte de personas en nuestro territorio. Todo lo anterior enmarcado en la velocidad de respuesta que debe darse para encausar la baja de las emisiones de manera tal de cumplir con los objetivos comprometidos, pero también para brindar las herramientas necesarias a los actores de la economía de Argentina en términos de acceso a mercados internacionales exigentes con la reducción de emisiones en origen. Los resultados acusan que en un plazo de 10 a 15 años no estarían dadas las condiciones técnicas y económicas para sincronizar las agendas de la movilidad eléctrica y la descarbonización en Argentina con un desarrollo local.
  • Thumbnail Image
    Item
    Antecedentes para establecer estrategias para el desarrollo del mercado de miel en Argentina.
    (2022) Pozzo, Lucrecia; Díaz, Pilar; Ciappini, María Cristina
    Argentina es uno de los principales productores de miel del mundo. Sin embargo, el consumo interno de este producto es reducido. Para generar una estrategia adecuada para comercializar miel en nuestro país, es importante abarcar las necesidades, preferencias y expectativas del consumidor. Con ese objetivo, se indagó acera de la opinión de los consumidores para comprender las perspectivas del mercado interno de miel en Argentina. Se realizó una encuesta de la que participaron voluntariamente 620 personas entre 18 y 64 años.
  • Thumbnail Image
    Item
    Avances en plataforma de monitoreo para telegestión con indicador PR en lla planta fotovoltaíca de la Cooperativa Eléctrica de Armstrong.
    (ASADES, 2024) Castello, Marcelo; Arraña, Ignacio; Marino, Edgardo; Salerno, Juan; Oliva, Maximiliano
    El presente artículo muestra los avances en la plataforma de telegestión desarrollada en código abierto, destinada al cálculo del Performance Ratio (PR) de una central fotovoltaica. El desarrollo de la plataforma constituye una de las etapas propuestas dentro del proyecto titulado “Desarrollo de un Sistema de Gestión de Planta Fotovoltaica de Baja Escala. Telemedición y Telegestión. Implementación en la Cooperativa de Armstrong - Código ENTCBRO0008447TC”, el cual tiene como objetivo dotar de herramientas de gestión remota a las cooperativas eléctricas que han tomado el rol de generadoras de energía a partir de centrales fotovoltaicas. Se persigue con el mismo contribuir al fortalecimiento de las cooperativas eléctricas y propiciar un marco académico para la formación de futuros ingenieros en el ámbito de la operación de centrales de energías renovables y gestión inteligente de redes eléctricas. En el trabajo se presenta lo que se ha logrado en cada capa, quedando pendiente el cálculo del indicador PR -cuyo algoritmo ya se ha desarrollado- a partir de datos reales.
  • Thumbnail Image
    Item
    BLEVE : estimación de distancias seguras basándose en variables de diseño.
    (2022-03-11) Kraft, Romina Alejandra; Mores, Patricia Liliana; Scenna, Nicolás José
    Entre los eventos accidentales más peligrosos se encuentran las explosiones BLEVE. Las graves consecuencias ocasionadas por la onda expansiva generada hacen indispensable su análisis. Los modelos matemáticos disponibles son complejos en cuanto a la cantidad de datos y esfuerzo computacional requeridos para su resolución. En este trabajo, se presenta un modelo simple y directo para la estimación de distancias seguras entre una fuente de explosión y un receptor caracterizado por el nivel de vulnerabilidad. La obtención del mismo se lleva a cabo mediante la selección de variables de diseño convenientes y el análisis de su influencia en los resultados brindados por un modelo matemático con fundamento teórico (modelo base), la formulación de una única expresión matemática con parámetros a determinar (modelo simple) y la resolución de un problema de optimización en el que se maximiza el R2 que resulta de la comparación entre ambos modelos. Finalmente, se demuestra una muy buena performance del modelo propuesto, permitiendo la obtención confiable de distancias seguras desde las primeras etapas del diseño.
  • Thumbnail Image
    Item
    BLEVE: safety distances estimation by simple models based on the Jakob number.
    (2023-07-03) Kraft, Romina Alejandra; Mores, Patricia L.; Orellano, Santiago; Scenna, Nicolás José
    One of the most important points in the design of inherently safe processes is to estimate reliable distances among process units at preliminary stages of the plant project to minimize losses and damages caused by the potential occurrence of technological accidents. Therefore, in this paper the achievement of simple, general, dimensionless and reliable equations (Simple Dimensionless Models SDMs) for the direct estimation of safety distances considering the occurrence of BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) event, is proposed. The developed models directly relate safety distances with critical design/operation variables (involved substance, vessel volume, target vulnerability and explosion temperature), which are easily accessible at early stages of the plant project. SDMs are achieved by analysing the influence of these simple variables on the safety distances, which are estimated using a selected rigorous model (Reference Model RfM). This task is simplified by the incorporation of the Jakob Number as an input variable, allowing to obtain dimensionless models and simultaneously an adequate representation of the explosion conditions and the involved substances. As result, the achieved SDMs demonstrate a particularly good fit with respect to the RfM estimations and, at the same time, reliability and versatility. As it is shown in the analysed study cases (involving critical decision variables for the process design and the system safety), the SDMs prove to be also accurate, general, and easily incorporable into more complex optimization problems (QRA analysis, design of emergency plans, safety distance estimation to minimize the probability of domino effects, optimal layout designs, among others).
  • Thumbnail Image
    Item
    Caracterización fisicoquímica del efluente generado en la producción artesanal de cerveza.
    (IDETC, 2022) D’Ortona, Karen; Moresco, Giuliana; Salto, Juan; Giurlani, Luis; Canavoso, Sebastián; Martinet, Roxana
    Las producciones de cerveza utilizan grandes volúmenes de agua y material orgánico, que generan el vertido de efluentes con carga orgánica elevada y discontinuos. A los pequeños productores les resulta económicamente inviable cumplir con la norma de vertido, por el espacio reducido, por disponer presupuestos ajustados, y estar inmersos en el ejido urbano. En este trabajo de investigación se propuso caracterizar el efluente crudo de la industria artesanal de cerveza para realizar propuestas de mejoras acordes a la realidad de los productores. Se realizó un muestreo en distintas cervecerías y en la producción de varios estilos de cerveza (IPA, Blonde Ale y Porter), tomándose muestras puntuales correspondientes a la salida de cada operación unitaria donde se produce un vertido. Dichas muestras corresponden a las purgas de macerador, equipo de cocción y fermentador, y se tomaron en forma directa en recipientes esterilizados, que fueron sellados y se llevaron al laboratorio refrigerados. También se conformó una muestra compensada para tener la representación total del efluente. Los parámetros evaluados in situ fueron: pH, temperatura, conductividad, color, olor y aspecto. En laboratorio se determinó: solidos sedimentables en 10 minutos y en 2 hs, total de sólidos suspendidos, DQO y DBO(5). Todos los parámetros seleccionados se resolvieron según Standard Methods. Los valores hallados fueron similares en cuanto al tipo de cerveza y variables en cuanto a los distintos productores por lo que se expresaran en forma de rangos. Los valores fueron, pH: 6; Conductividad: 1045-1781 uS/cm; Solidos sedimentables en 10 minutos: 150-890 ml/l; Solidos sedimentables en 2 hs: 140-920 ml/l; Total de solidos suspendidos: 23000-75800; DQO: 52000-133000 mg/l y DBO(5): 59280-151620 mg/l. En función de los resultados obtenidos se propone implementar el recuperado de levaduras para su reutilización en fermentaciones posteriores, como herramienta de control sobre la carga orgánica de los efluentes.
  • Thumbnail Image
    Item
    Comparison between conventional and ultrasoundassisted techniques for extraction of anthocyanins from grape pomace. Experimental results and mathematical modeling
    (Elsevier, 2017-03-16) Bonfigli, Mónica Beatriz; Godoy, Ezequiel; Reinheimer, María Agustina; Scenna, Nicolás José
    Conventional and ultrasound assisted extraction of anthocyanins from grape pomace are here analyzed and compared. Mathematical modeling is used firstly to represent the extraction process and determine the associated mass transport parameters, and afterwards, to obtain useful predictions on how the system behaves under different operating conditions. The mathematical model here developed is based on first-principles, in order to more accurately describe the underlying phenomena that govern the extraction process behavior. Extraction of anthocyanins from grape pomace is performed using a hydro alcoholic solution as solvent, and experimental runs at different temperatures were carried out for both conventional and ultrasound-assisted techniques. A good agreement between experimental and computed extraction yields was achieved as the reported statistical parameters indicate. Obtained results highlight the performance differences between both processes, and pinpoint which variables impact the most in the extraction yield.
  • Thumbnail Image
    Item
    Computational engineering: mathematical models in heat flow dynamics study.
    (WSEAS, 2022) Gago, Eduardo Alberto; D’Alessandro, Lucas Iván; Zurbriggen, Marcelo M.
    According to the latest educational innovation trends in engineering, new teaching paradigms emerge to achieve higher development in intellectual capacities, acquisition of skills, substitution of outdated techniques for more efficient and fast means, and a better integration of knowledge in the teaching and learning processes. In line with these paradigms, we have set up new pedagogic methodologies together with computer resources to work with the development of functions with a complex variable and Laplace transform from a multidisciplinary view in the subject Advanced Calculus of the Mechanical Engineering Programme. The didactic proposal presented is about systems related with heat transfer in a fluid where the concepts used in the models are approached analytically and graphically making the curricular content meaningful and facilitating the interpretation and conceptualization of the theory.
  • Thumbnail Image
    Item
    Computational mathematics in engineering careers: study of electrical circuits from the perspective of interdisciplinary teaching.
    (WSEAS, 2023) Gago, Eduardo Alberto; D’Alessandro, Lucas Iván; Szekieta, Paola Andrea
    The new challenges of the educational engineering framework pretend to encourage the interdepartmental integration and interaction between basic sciences and the module of applied technology subjects. This paper presents a learning approach of interdisciplinary learning in the teaching of trigonometric functions, with special emphasis on the sinusoidal function, showing how the transformation of this function is related to fundamental concepts in the training of electrical energy engineers. The product of trigonometric functions makes it possible to analyze the instantaneous power of passive linear electric circuits and highlight the importance of studying the phase angle between voltage and current associated with the inductive or capacitive nature of the circuit. The development of the contents in the class contemplates the interdisciplinary and integrative aspect that must be implemented from the basic cycle as a bridge towards the applications of mathematics, articulating the problems of Engineering and the use of technologies in teaching.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Computational simulation: multidisciplinary teaching of dynamic models from the linear algebra perspective
    (WSEAS, 2022-07-03) Gago , Eduardo Alberto; Brstilo, Caren Loreley; De Brito, Nicolás
    The technological development has stablish a new learning perspective in the Linear Algebra Concepts. In progress is being made in multidisciplinary teaching in engineering careers, since the proposal is that students learn Math taking into account the benefits provided from the new technologies that analyse different aspects of an engineering system. In this paper are presented a classroom experience in the Computer and Multidisciplinary Laboratory of Basic Sciences where a fluid flow system is modelled when we want to deal with the Eigenvalues and Eigenvectors topic, content that belongs to Algebra and Analytic Geometrical program. The possibilities that the computational systems offers have unchained a reformulation of methodological focus of educative programs, since they propose to intensify learning through the acquisition of skills by students. The developed experience proposes a learning methodology that guarantees an academic knowledge according to the new developments, and assert that Engineering students approach new mathematical subjects trough adequate applications.
  • Thumbnail Image
    Item
    Comunidades energéticas en Argentina: relevamiento de normativas y proyectos.
    (ASADES, 2024) Chemes , Jorge Abel; Garrido, Santiago; Aguiar, Diego; Rullo, Pablo
    El avance de la generación distribuida con energías renovables en Argentina ha tomado en los últimos años un lugar en las agendas políticas y académicas, aunque ello no se ha visto plasmado en el avance de la potencia instalada, siendo Argentina uno de los países más retrasados en América Latina. No obstante, recientemente se ha dado un avance en marcos normativos para promover y desarrollar comunidades energéticas. El objetivo de este trabajo es mapear, caracterizar y analizar experiencias de comunidades energéticas desarrolladas en Argentina a partir de sistemas de generación distribuida con energías renovables. Se ha observado que cuatro provincias poseen marcos normativos al respecto y solo dos de ellas han implementado proyectos, por otro lado también hay dos provincias sin marco normativo pero con proyectos implementados. También se destaca el rol que están tomando las cooperativas eléctricas en Argentina para avanzar en la promoción de comunidades energéticas.
  • Thumbnail Image
    Item
    Comunidades energéticas latinoamericanas : sostenedoras de transiciones que mantienen y reparan la vida.
    (Comité editorial, 2023) Baigorrotegui , Gloria; Chemes, Jorge Abel
    Ciertamente, la energía ha constituido la existencia humana en la tierra, por lo que, entre migraciones y asentamientos, su disponibilidad, su uso político y ético (Almazán y Riechmann, 2023) conforman la mantención y reparación de lo vivo. Sin embargo, el predominio de la energía como recurso de desarrollo humano moderno y mercancía capitalista ha oscurecido las múltiples energías comunitarias (Soler Villamizar et al., 2023) y prácticas energocomunitarias (Baigorrotegui, 2018) que han sido históricas en la región, tras modos coloniales e imperiales de entenderla y explotarla. Las comunidades energéticas en América Latina son preexistentes a los debates sobre la transición energética iniciados en el Norte Global y el acontecer epocal de la disputa conceptual y territorial por las transiciones en el Sur Global.
  • Thumbnail Image
    Item
    Cost-based comparison between membrane systems and chemical absorption processes for CO2 capture from flue gas.
    (2019-05-09) Arias, Ana Marisa; Mores, Patricia Liliana; Scenna, Nicolás José; Caballero, José Antonio; Mussati, Miguel Ceferino; Mussati, Sergio Fabián
    An optimization study of membrane-based separation systems for carbon dioxide capture from flue gas of power plants is conducted, considering the possibility of employing up to four stages and using diverse options to create the required driving force. By proposing a superstructure-based model, the number of stages, recycle options, use of feed compression and/or permeate vacuum, driving force distribution along each membrane stage, operating conditions and equipment sizes are simultaneously optimized in order to minimize the total annual cost at high capture ratios and purity targets. Thus, different optimal arrangements are obtained and the total cost is reduced in about 20% compared without employing vacuum. Besides the optimal number of stages diminishes with decreasing purity, but it is independent of the capture ratio. Also, the total cost decreases with the increase of the membrane permeance requiring lower values of operating pressure and membrane areas. Permeance values higher than 2400 GPU lead to lower number of stages and recycles for the same separation target. By contrast, a sensitivity analysis shows that the total cost increases with the increase of the electricity price, capacity factor, and capital recovery factor, which are the more influential parameters in the objective function. Despite new optimal operating and design conditions are obtained when these parameters vary, no modifications in the optimal arrangement are observed.
  • Thumbnail Image
    Item
    Desarrollo experimental de un sistema de monitoreo de vibraciones para aerogeneradores: diseño, implementación y evaluación.
    (UTN, 2024) Castello, Marcelo; Salerno, Juan; Marino, Edgardo; Chemes, Jorge Abel; Rullo, Pablo
    Este artículo presenta el diseño integral de un sistema de monitoreo de vibraciones para aerogeneradores de baja potencia. El sistema propuesto incluye los dispositivos de hardware necesarios para el sensado de vibraciones y velocidad, la arquitectura de comunicación para la transmisión de datos, y una aplicación para el análisis y visualización gráfica. El diseño abarca de manera sistemática todos los subsistemas tanto a nivel de hardware como de software. Las etapas de diseño e implementación se llevaron a cabo con éxito, resultando en un sistema de monitoreo que ofrece funcionalidades similares que los sistemas comerciales pero con total disponibilidad de los datos obtenidos. Tanto fabricantes como usuarios de turbinas eólicas de baja potencia enfrentan desafíos en términos de seguridad mecánica, durabilidad y mantenimiento. El monitoreo de vibraciones es crucial para garantizar una operación segura y eficiente. Los costos de los sistemas comerciales de medición, control y seguimiento de turbinas eólicas suelen ser elevados, haciéndolos inaccesibles para las cooperativas energéticas. Este trabajo busca superar estas limitaciones técnico-económicas mediante el desarrollo de soluciones locales, promoviendo así el potencial de la generación eólica de baja potencia a nivel nacional y regional.