FRRo - Producción en investigación, desarrollo e innovación ( I+D+I)

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    Families of optimal thermodynamic solutions for combined cycle gas turbine (CCGT) power plants
    (Elsevier, 2009-10-30) Godoy, Ezequiel; Scenna, Nicolás José; Benz, Sonia Judith
    Optimal designs of a CCGT power plant characterized by maximum second law efficiency values are determined for a wide range of power demands and different values of the available heat transfer area. These thermodynamic optimal solutions are found within a feasible operation region by means of a nonlinear mathematical programming (NLP) model, where decision variables (i.e. transfer areas, power production, mass flow rates, temperatures and pressures) can vary freely. Technical relationships among them are used to systematize optimal values of design and operative variables of a CCGT power plant into optimal solution sets, named here as optimal solution families. From an operative and design point of view, the families of optimal solutions let knowing in advance optimal values of the CCGT variables when facing changes of power demand or adjusting the design to an available heat transfer area.
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    Life cycle oriented design of a GT + 1PSH HRSG type CCGT power plant .
    (2009-12) Godoy, Ezequiel; Scenna, Nicolás José; Benz, Sonia Judith
    In the present work, a life cycle oriented approach is used for designing power plants in a way they can satisfy the desired demand along the whole time horizon, while selected economic indicators of the project are optimized. As case study, optimal design characteristics as well as optimal values of long term operation parameters of a GT + 1PSH HRSG Type CCGT power plant (GT: gas turbine, 1PSH: 1 pressure with superheater, HSRG: heat recovery steam generator, CCGT: combined cycle gas turbine) are obtained by means of a multiperiod mathematical model, seeing that the net present value of the facility is maximized. In addition, advantages of the life cycle oriented approach are discussed when compared with a power plant design obtained by traditional methods.
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    Optimal life cycle oriented design of a GT + 1PSH HRSG type CCGT power plant.
    (2010) Godoy, Ezequiel; Benz, Sonia Judith; Scenna, Nicolás José
    In the present work, a life cycle oriented approach is used for designing power plants in a way they can satisfy the desired demand along the whole time horizon, while a selected performance indicator of the project is optimized. As case study, optimal design characteristics as well as optimal values of long term operation parameters of a GT + 1PSH HRSG Type CCGT power plant (GT: gas turbine, 1PSH HRSG: 1 pressure with superheater-heat recovery steam generator, CCGT: combined cycle gas turbine) are obtained by means of a multiperiod mathematical model, seeing that the selected performance indicator is maximized. In addition, advantages of the life cycle oriented approach results are discussed when compared with a power plant design obtained by traditional methods.
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    Strategy for optimization of CCGT power plants by solving a simple nonlinear equations system and constraint equations.
    (2010-07) Godoy, Ezequiel; Benz, Sonia Judith; Scenna, Nicolás José
    A strategy for the solution of the optimization problem of minimum cost of combined cycle gas turbine power plants is presented. Specific relationships, valid at the optimal solution, among selected decision variables are used to introduce new constraints to the optimization problem. Then, the feasible region is reduced to a “single point”, and the resolution strategy becomes equivalent to solving the resultant set of non-linear equations system and constraint equations so achieved to optimize the system. This approach can also be used to achieve reduced models for real time optimization problems.
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    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.
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    Optimal economic strategy for the multiperiod design and long-term operation of natural gas combined cycle power plants.
    (Elsevier, 2012-08-25) Godoy, Ezequiel; Scenna, Nicolás José; Benz, Sonia Judith
    Optimal power plant designs are achieved by means of a proposed multiperiod non-linear programming formulation that utilizes the net present value as objective function, while construction, operation and dismantling of the generation facility are accounted for. In addition, optimal operative characteristics are also established for each operative time period, in a way that the system constraints are always satisfied. Based on the life cycle oriented economic optimal characteristics, a reduced model is proposed as strategy for simplifying the resolution of the rigorous multiperiod model. Trends in the system behavior are identified, enabling the reduction of the multiperiod formulation into a system of non-linear equations plus additional constraints, which allows easily computing accurate estimations of the optimal values of the design variables as well as the time-dependent operative variables.
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    Economic implications when considering availability in the optimal design and operation of a NGCC power plant.
    (2012-09) Godoy, Ezequiel; Benz, Sonia Judith; Scenna, Nicolás José
    - Traditionally, power plants are designed to fulfll a pre-specified external demand, usually by oversizing the existing equipment, which implies excessive capital costs and might even result in designs that cannot satisfy demands for certain situations. Therefore, in order to avoid large economic penalties if power demand is not satisfied, the design and operation of such systems need to consider the effect of reliability considerations and maintenance funds allocation on the system design and operative characteristics. In the present work, a MINLP formulation is developed to address the design and operation of power plants while considering the implications of a statespace availability modeling approach and of a comprehensive maintenance funds allocation policy. Then, the decision variables are optimized simultaneously throughout several maintenance and failure situations that configure difeerent scenarios, in order to ensure that the plant will be able to cope with them while meeting the expected requirements at minimum cost.
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    Impacto de nociones de disponibilidad en la evaluación económica de proyectos de generación óptimos
    (Federal University of Santa Catarina, 2013-10-01) Godoy, Ezequiel; Martin, Victor; Benz, Sonia Judith
    El presente trabajo tiene por objetivo estudiar el impacto de considerar distintas nociones de disponibilidad durante la formulación del proyecto de inversión de una planta de generación por ciclo combinado. En primer lugar, se propone una estrategia para determinar el horizonte operativo equivalente del sistema, que incluye el cómputo de las erogaciones en que se incurren debido a la operación en todo el conjunto de estados degradados que la planta atraviesa a lo largo de su vida útil. En segundo lugar, se propone incluir una funcionalidad entre disponibilidad y recursos asignados para mantenimiento, con objeto de asegurar que se podrá alcanzar la meta de generación fijada frente a las cambiantes condiciones que la planta debe afrontar. Luego, se analizan las mejoras obtenidas en los indicadores económicos óptimos del proyecto, observándose un incremento del atractivo de las opciones de inversión generadas desde las etapas tempranas de diseño de la planta.
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    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.
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    Implications of a state-space approach for the economic optimal design of a NGCC power plan.
    (2014-10) Godoy, Ezequiel; Benz, Sonia Judith; Scenna, Nicolás José
    A detailed state-space approach is here embedded in the optimization model for the economic design of a new natural gas combined cycle (NGCC) power plant. This proposal comprehensively quantifies the impact of different adopted values for two critical parameters: the number of simultaneously and independently failed components, and the number of simultaneous events. The former depicts the maximum number of components (gas turbines, steam turbine, HRSGs, auxiliary services, etc.) that seem feasible to fail because of independent causes at the same time. The latter describes the maximum number of transitions between operating conditions, which is directly linked to the amount of available maintenance resources (personnel, parts, etc). Implications of a wide array of values for these two parameters over the economic optimal solutions are thoroughly discussed, where it is observed that more accurate and detailed estimations of the expected economic performance for the project are attained.
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    Actas del Congreso de Ingeniería de Procesos y Productos 2016
    (Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Rosario. Secretaría de Ciencia y Tecnología, 2016-03-30) Benz, Sonia Judith
    Actas del Congreso de Ingeniería de Procesos y Productos 2016, realizadas en la Facultad Regional Rosario de la UTN, los días 30 y 31 de marzo y 1 de abril de 2016
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    Optimal management policies for the economic optimal dispatch of a hydrothermal power grid.
    (2016-06) D' Emanuele Ares, Carolina; Godoy, Ezequiel; Scenna, Nicolás José
    Presentación en diapositivas realizada en : EngOpt 2016, 19 al 23 de Junio de 2016, Foz de Iguazú, Brasil.
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    Una red para el análisis comparado de competencias en la trama productiva de la industria del software y servicios informáticos
    (2016-09-01) Riva, Fabiana María; Martín, Vilma; Amar, Eduardo; Pereira, Nicolás
    De los resultados obtenidos a partir del estudio de la influencia de los sectores que conforman el Triángulo de Sábato en torno a la trama productiva de la Industria del Software y Servicios Informáticos (SSI) en la Región Rosario y de la vasta bibliografía existente referida a la formulación de estrategias para la articulación de los mismos, surge como posibilidad de análisis el enfoque de competencias desde el paradigma de la complejidad. Considerando que este enfoque permite expresar un vínculo real entre Universidad-Estado-Industria, el presente trabajo realiza un abordaje para el desarrollo de una red para el análisis comparado de las competencias en los diferentes contextos. Con el objetivo de promover una interacción activa, que es dialógica entre polos que pueden ser contradictorios entre sí por sus intereses y necesidades, y es recursivo entre las demandas de la Industria, la formación ofrecida por la Universidad y las políticas del Estado, se especifican las características de la mencionada red y los avances para la determinación de los medios que permitan construir un sistema dinámico de adquisición de datos que suministre información tanto para el estudio comparado como para la definición de las estrategias apropiadas para alinear demanda, formación y políticas.
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    Las redes sociales como fuente de datos para un observatorio regional de ingeniería en sistemas de información e informática : oportunidades y limitaciones técnicas, éticas y legales
    (2016-11-18) Abbatemarco, Martín; Brizuela, Luisina; Cervino, Alejo; Riva, Fabiana María
    El presente trabajo pretende establecer la factibilidad de la recolección y el análisis sistematizado de datos que permita contar con información relacionada al desenvolvimiento en el mercado laboral de estudiantes y graduados de la carrera de Ingeniería en Sistemas de Información de la Universidad Tecnológica Nacional - Facultad Regional Rosario, para la futura construcción de un mapa interactivo que posibilite conocer su ubicación geográfica y el ámbito de ejercicio profesional. Se analizarán dos redes sociales específicas, Facebook y LinkedIn, destacando cuestiones técnicas de autenticación y autorización para el acceso a los datos y las características de las interfaces (APIs) que las mismas proveen para este fin. Por otro lado se discutirá acerca de las cuestiones éticas y legales que se derivan del uso masivo de datos. El análisis realizado nos permitirá establecer, finalmente, una serie de oportunidades, limitaciones y alternativas que tendremos en cuenta para el cumplimiento de los objetivos mencionados.
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    Observatorio Regional de Desarrollo de Ingeniería en Sistemas de Información e Informática (IISI.d.r.O): origen, evolución y perspectivas
    (2016-11-18) Riva, Fabiana María; Martín, Vilma; Amar, Eduardo; Gatto, Miguel Angel; Pereira, Nicolás
    Este artículo se plantea con el propósito de dar a conocer el origen, evolución y perspectivas del Observatorio Regional de Desarrollo de la Ingeniería en Sistemas de Información e Informática (IISI.d.r.O.). El Proyecto iniciado para su puesta en práctica tiene como finalidad el diseño, construcción e implementación de una plataforma tecnológica integrada y abierta que recopile, analice y suministre información sustantiva en torno al desarrollo y evolución de las Tecnologías de Información y Comunicaciones, Software y Servicios Informáticos y su aporte a las cadenas productivas transversales, para atender a las necesidades de los sectores que conforman el Triángulo de Sábato. Asentado en los valores de la colaboración, la participación y la transparencia, teniendo como meta la necesaria vinculación entre ciencia, tecnología y sociedad, servirá para cubrir las necesidades de información para intervenir y tomar acciones desde la Universidad, la Industria y el Estado. La sociedad en su conjunto podrá verse beneficiada por el acceso transparente a la información.
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    Favoreciendo el desarrollo de conocimientos y competencias en el contexto de un proyecto de investigación
    (2016-11-18) Malano, Rita Guadalupe; Martín, Vilma; Riva, Fabiana María
    En este trabajo se reflexiona a partir de la puesta en práctica, en el contexto de un Proyecto de Investigación y Desarrollo en la carrera de Ingeniería en Sistemas de Información, sobre la modalidad de ejecución del mismo tomando como base la filosofía ágil de desarrollo de software. Se pretende poner a prueba cómo esta modalidad no solo permite una planificación flexible del Proyecto sino que favorece el desarrollo del conocimiento y las competencias de sus integrantes desde etapas tempranas de su ejecución. Se pone en consideración la heterogeneidad de perfiles que integran el grupo de trabajo: docentes investigadores, maestrandos, graduados y alumnos con distintos estadíos de formación académica. En esta reflexión, que proviene de observar la dinámica en la adquisición de saberes y capacidades desarrollada en el grupo de trabajo durante el primer trimestre de vigencia del Proyecto, se procuran destacar las sinergias observadas que se producen entre los miembros del grupo donde todos aprenden de todos, con un fin común, agilizar el desarrollo de conocimientos y competencias en pos de los objetivos del proyecto, generando de esta manera nuevas formas de transferencia en los aprendizajes, la búsqueda de nuevos conocimientos o la mejora de los existentes.
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    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.
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    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.
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    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.
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    Observatorio regional de desarrollo de la ingeniería en sistemas de información e informática (IISI.d.Ro) : Avances del proyecto de desarrollo experimental
    (Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Avellaneda. Secretaría de Ciencia, Tecnología y Posgrado; Argentina., 2017-09-01) Riva, Fabiana María; Gatto, Miguel Ángel; Abbatemarco, Martín; Pereira, Nicolás; Cervino, Alejo; Rodríguez Guerrero, Juan Manuel
    En este artículo se exponen los avances del desarrollo experimental encarado por el Proyecto: Observatorio Regional de Desarrollo de la Ingeniería en Sistemas de Información e Informática (IISI.d.r.O.). IISI.d.r.O. tiene como finalidad el diseño, construcción e implementación de una plataforma tecnológica integrada y abierta que recopile, analice y suministre información sustantiva en torno al desarrollo y evolución de las Tecnologías de Información y Comunicaciones, Software y Servicios Informáticos y su aporte a las cadenas productivas transversales, para atender a las necesidades de los sectores que conforman el Triángulo de Sábato. Basado en el ciclo de mejora a partir del que fue planteado el cronograma del Proyecto, los progresos se exponen según las plataformas: Estratégica, Tecnológica, de Suministro de Información y de Recursos Humanos. Se consideran en la exposición cuestiones que diferencian al desarrollo experimental encarado, por el ámbito universitario en que se producen. En este primer ciclo, los objetivos que se derivan de la finalidad principal de IISI.d.r.O. fueron tenidos en cuenta en creciente complejidad, avanzando durante su ejecución en cuestiones técnicas, legales y éticas. Los conocimientos adquiridos fueron transferidos en diferentes acciones y sientan las bases para el trabajo futuro de IISI.d.r.O.