Facultad Regional Rosario
Permanent URI for this communityhttp://48.217.138.120/handle/20.500.12272/108
Browse
13 results
Search Results
Item Modelado matemático, validación y análisis del proceso de extracción de antocianinas en harina de orujos tintos a diferentes temperaturas.(2018-07) Bonfigli, Mónica Beatriz; Chiandoni, Florencia Soledad; Kraft, Romina Alejandra; Reinheimer, María AgustinaLa extracción sólido-líquido es una operación unitaria ampliamente utilizada para extraer compuestos biológicos de interés de diversas matrices alimentarias. En el presente trabajo se ha desarrollado un modelo matemático para el análisis del proceso de extracción de antocianinas en orujos tintos. El modelo está formado tanto por ecuaciones algebraicas como diferenciales y fue desarrollado en el software de optimización GAMS (General Algebraic Modeling System). Para la implementación de las ecuaciones a derivadas parciales en el modelo se utilizó el método implícito de discretización. Para la validación del modelo, se llevaron a cabo corridas a diferentes temperaturas de extracción (25, 45 y 65 ºC), utilizando como solvente extractor una mezcla hidro-alcohólica (50:50). Se observó un buen ajuste entre los valores óptimos obtenidos y experimentales, observándose que se obtiene una mayor eficiencia de extracción a 45 ºC.Item Análisis de factores críticos que influyen en las consecuencias ocasionadas por explosiones de polvo.(2021-08) Kraft, Romina Alejandra; Mores, Patricia Liliana; Scenna, Nicolás JoséEl almacenamiento y procesamiento de sólidos a granel en operaciones tales como molienda, secado, tamizado y transporte, conllevan a la generación de polvo y si éste es combustible (más del 70% de los casos) existe un riesgo de explosión asociado. Para reducir sus efectos, se presentan diversas medidas de mitigación, destacándose los paneles de venteo, cuya finalidad es aliviar la presión en el interior del recipiente para evitar su colapso. Al momento de la ruptura del panel, se libera materia y energía contenida, pudiéndose generar por la suspensión de polvo circundante una explosión secundaria. En este trabajo se analiza la influencia del índice de deflagración del polvo, área de venteo, ubicación de la ignición y distancia, sobre el campo de sobrepresión. En trabajos futuros se pretende, a partir de este análisis, proponer una correlación general que permita predecir la onda expansiva desarrollada por estas explosiones secundarias.Item Metodología para la obtención de modelos reducidos empleados en la estimación de distancias seguras ante eventos accidentales potencialmente catastróficos.(Universidad Tecnológica Nacional, 2020-10) Kraft, Romina Alejandra; Scenna, Nicolás José; Mores, Patricia LilianaUn problema ingenieril resiliente es la gran cantidad de accidentes tecnológicos asociados a la manipulación de sustancias peligrosas que se encuentran en el inventario de la mayoría de las industrias. Estos accidentes, de acuerdo a su nivel de gravedad, han ocasionado una gran cantidad de muertos y heridos como así también cuantiosas pérdidas económicas. En los últimos años, la propuesta de una metodología cuya aplicación contribuya a la mitigación de los daños causados ha adquirido gran importancia. En este trabajo, se plantea una metodología para obtener modelos simples que estimen distancias seguras entre los posibles receptores y la fuente de peligro, tomando como referencia modelos rigurosos que describan la fenomenología del evento. Esto garantiza que los modelos reducidos capten la naturaleza del evento, de la manera más simple asegurando a su vez una cierta precisión.Item Estimación de distancias seguras frente a la ocurrencia de una explosión BLEVE en función de variables operativas/ de diseño.(Universidad Tecnológica Nacional, 2022-06) Kraft, Romina Alejandra; Mores, Patricia Liliana; Scenna, Nicolás JoséConsiderar el concepto de seguridad operacional se ha vuelto imprescindible en toda actividad industrial. Entre los eventos accidentales más peligrosos se encuentran las explosiones tipo BLEVE, que resultan de la falla de un recipiente que contiene una sustancia a una temperatura muy superior a su temperatura normal de ebullición. Las graves consecuencias ocasionadas por la onda expansiva generada hacen indispensable su estudio detallado. 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 posible fuente de explosión y un receptor caracterizado por el nivel de vulnerabilidad correspondiente. La obtención de este modelo se lleva a cabo mediante la selección de variables operativas/ 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, cumpliendo con los requisitos de simpleza y escasa demanda de datos de fácil acceso, permitiendo la obtención confiable de distancias seguras desde las primeras etapas del diseño.Item Evaluación de los efectos térmicos ocasionados por una bola de fuego de propano. Obtención de una correlación simple para estimar distancias en planes de evacuación.(Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional San Francisco, 2020-09) Kraft, Romina Alejandra; Mores, Patricia Liliana; Scenna, Nicolás JoséEl propano, es una sustancia que frecuentemente se encuentra en el inventario de numerosas industrias por ser el combustible alternativo más utilizado a nivel internacional. A temperatura ambiente, es un gas incoloro e inodoro, fácilmente licuable por lo que en general se almacena/transporta en estado líquido a esta temperatura en recipientes a presión. La explosión tipo BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) seguida de la ocurrencia de una bola de fuego, tiene efectos devastadores sobre las personas (muerte, daños irreversibles) como así también sobre las estructuras y las instalaciones industriales, en función de la distancia del suceso a la que se encuentren dichos receptores. De acuerdo al análisis de accidentes históricos reportado por Hemmatian et al. (2019), el propano es una de las sustancias típicas involucradas en este tipo de eventos. En la mayoría de los casos, los efectos térmicos ocasionados por la bola de fuego tienen consecuencias más severas sobre las personas que aquellos asociados con la onda expansiva generada por la explosión. A causa de esto, es imperante establecer planes de evacuación eficaces, delimitando las zonas de planificación en función de la dosis de radiación recibida, relacionando la intensidad de radiación incidente con tiempos máximos de exposición y contemplando modelos de respuesta de la población ante la génesis de incendios. El objetivo de este trabajo es obtener una correlación simple y eficaz que relacione distancias seguras con variables operativas/ de diseño y niveles de vulnerabilidad de los receptores, basándose en el análisis de un modelo de referencia (MRf): modelo de llama sólida.Item Obtención de correlaciones convexas para el análisis de los efectos causados por xxplosiones Tipo BLEVE : estimación de distancias de seguridad en función de niveles de vulnerabilidad especificados.(2020-12-01) Kraft, Romina Alejandra; Mores, Patricia Liliana; Scenna, Nicolás JoséEn los últimos años, debido al gran número de accidentes catastróficos en el sector industrial, la obtención de una metodología cuya aplicación contribuya a la mitigación de los daños causados ha adquirido gran importancia. En este trabajo, se obtienen dos correlaciones que describen el comportamiento de un evento específico (explosión tipo BLEVE) por medio de una combinación lineal de funciones convexas simples entre las principales variables: energía interna total del sistema al momento de la explosión, distancia y nivel de daño/tipo de receptor. La primera permite estimar la distancia de seguridad frente a una explosión de cualquier sustancia peligrosa y la segunda, el nivel de daño (expresado en términos de sobrepresión) ocasionado a un receptor ubicado a una cierta distancia del evento catastrófico. En trabajos futuros, se pretende emplear las mismas en la optimización de diseño inherentemente seguro de layout.Item BLEVE : estimación de distancias seguras basándose en variables de diseño.(2022-03-11) Kraft, Romina Alejandra; Mores, Patricia Liliana; Scenna, Nicolás JoséEntre 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.Item Metodología simple para estimar la onda expansiva generada durante una explosión BLEVE.(Fernández Luco, Luis, 2021-10) Kraft, Romina Alejandra; Mores, Patricia Liliana; Scenna, Nicolás JoséTanto en el sector industrial como en el sector transporte, uno de los eventos accidentales más peligrosos que puede acontecer es la explosión BLEVE. La misma puede originarse debido a la influencia de factores externos no favorables (incendios cercanos) o como consecuencia del deterioro del recipiente (falla por corrosión), o a causa de un error humano, entre otros. Existen fórmulas sencillas para predecir el escenario de explosión de acuerdo al origen, es decir establecer las condiciones de presión y temperatura a las que se encuentra la sustancia justo antes de que ocurra el accidente. Contando con esta ventaja, se propone en este trabajo una metodología simple para el cálculo rápido y confiable de la onda expansiva generada por este tipo de explosiones en el ámbito del análisis de riesgos. El aporte más significativo radica en la obtención de un modelo reducido que vincula las variables: volumen del recipiente y presión de falla con la energía mecánica liberada, para las sustancias típicas involucradas en estos accidentes. La obtención se basa en el análisis preliminar de la influencia de estas variables en los resultados arrojados por un modelo matemático con fundamento termodinámico ampliamente aceptado en la bibliografía y la posterior propuesta de una correlación simple con parámetros de ajuste (variables de optimización). La metodología aquí propuesta ha sido validada empleando datos experimentales reportados en trabajos anteriores, arrojando muy buenos resultados.Item Optimización de rutas de transporte de gas licuado de petróleo por carretera.(Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria, 2022-04) Orellano, Santiago; Kraft, Romina Alejandra; Rodríguez, Néstor Hugo; Mores, Patricia Liliana; Scenna, Nicolás JoséLa explosión BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) seguida de una bola de fuego, tiene consecuencias devastadoras. Los efectos térmicos sobre las personas ocasionados por el segundo fenómeno son los más severos. El GLP (Gas Licuado de Petróleo) frecuentemente se involucra a este tipo de accidentes. Efectuando un análisis en la base de datos Facts sobre el origen de los accidentes que involucraron al GLP, se observa que el 14% de ellos ocurrieron en el transporte en carretera. Considerando esto, resulta indispensable el diseño y la planificación de rutas óptimas tendientes a la minimización del número de personas expuestas a ciertos niveles de vulnerabilidad especificados. En este trabajo, se utiliza un método sistemático para la definición de éstas mediante el empleo de sistemas de información geográficos. La metodología utilizada para encontrar la ruta óptima consistió, en primer lugar, en la estimación de distancias de seguridad ante una bola de fuego debida a explosiones BLEVE mediante un modelo simple propuesto desarrollado en el CAIMI. Luego, se identificaron potenciales rutas para el transporte de GLP entre dos puntos fijos mediante la extensión “Online Routing Mapper” del software QGIS. Asociado a estas se incluyeron en el análisis otras posibles alternativas considerando el entorno. Una vez definido el conjunto de potenciales rutas, se evaluó el impacto sobre las personas ante una posible colisión y el posterior desencadenamiento de una explosión BLEVE seguida de una bola de fuego. Operativamente, esto se realizó en QGIS mediante un análisis vectorial, que implicó la utilización de herramientas de geoprocesamiento para determinar las zonas de evacuación de acuerdo con las distancias calculadas anteriormente partiendo de las potenciales rutas analizadas (creación de buffers). A partir de la información suministrada por la Provincia de Santa Fe, de acuerdo con el último censo realizado en 2010, se incorporaron capas vectoriales representativas de las funciones de densidad de población de las ciudades de la región involucradas. Luego, empleando la herramienta de intersección de capas, se estimó el número de personas potencialmente expuestas a las zonas de riesgos en el caso que aconteciese un accidente de estas características. Finalmente, empleando como criterio la minimización de personas afectadas, se determinó la ruta óptima. El método desarrollado fue probado exitosamente en casos de estudio particulares, involucrando el transporte de GLP desde una refinería ubicada en la ciudad de San Lorenzo hacia distintos puntos de envasado en garrafas en el oeste de la ciudad de Rosario.Item Risk-based approach for safety distance estimation in the process industry.(Asociación Argentina de Ingenieros Químicos/ Oscar Pagola, 2023-06) Kraft, Romina Alejandra; Orellano, Santiago; Mores, Patricia Liliana; Rodríguez, Néstor Hugo; Scenna, Nicolás JoséDifferent approaches have been proposed for safety distance estimation from hazardous facilities. The most widespread method is mainly based on the evaluation of the consequences of potential accidental events and the limitation of the physical vector on people, or on atmospheric and pressure process units, seeking to prevent the domino effect [1]. In this methodology, the stochastic variables involved in the phenomena (fire, explosion, or toxic dispersion) are fixed by defining a conservative scenario. This is particularly appropriate for accidents where the influence of environmental variables is relatively small (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosions -BLEVEs-, mechanical explosions). However, the consequences of the worst-case scenario for events involving toxic or flammable gas dispersion, for example, could be much greater than the rest and not be representative of the site. This approach does not consider the occurrence frequency of the event and therefore, a remote accidental event would demand the same effort as a frequent one in the case of layout design. In addition, some accidental events such Vapor Cloud Explosions (VCE) or projectile ejection from BLEVEs can reach distances of more than 1000 meters and therefore, this approach results impracticable in some cases of plant layout design. Bearing this in mind, this article proposes a risk-based methodology to estimate safety distances to overcome the mentioned limitations of the impact threshold method. Here the quantitative risk is evaluated for different receptors, including the impact on people and on process equipment by using probit equations corresponding to the probability of escalation by domino effect. Methodologically, the contribution to risk at different points located in eight directions is quantified by evaluating several scenarios generated by Monte Carlo simulation and composing the consequences and frequencies of each one. An iterative algorithm is developed to determine the distance that satisfies the risk threshold in each direction. This approach is applied to LPG storage tanks (spheres and cylinders) of different sizes and considering the historical information of wind speed and direction of Rosario city. The estimated safety distances are compared to those recommended by international standards such as NFPA 58 [2], and those obtained by evaluating the consequences to given impact thresholds. Finally, risk thresholds are assessed and recommended in order to define a general algorithm to estimate safety distances. Future works will intend to generalize the proposed approach to automatically determining separation distances matrixes for layout optimization.