Examinando por Autor "Sánchez Posada, Mario Alejandro"
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Publicación Acceso abierto Caracterización experimental y propuesta de mejoras de diseño para un electrolizador alcalino a escala de laboratorio(Universidad EIA, 2023) Gattás Garcés, Abraham Camilo; Sánchez Posada, Mario Alejandro; Torijano Gutiérrez, Sandra AdelaRESUMEN: en el presente trabajo de grado se realizó la caracterización y se propusieron mejoras de diseño para un electrolizador alcalino a escala de laboratorio desarrollado previamente estudiantes en la universidad EIA durante un proyecto de grado. En la primera fase del trabajo, se identificaron los parámetros de diseño y variables de desempeño para un electrolizador alcalino, con el fin de realizar la definición de parámetros y seleccionar la correcta instrumentación para la medición de las variables de desempeño del electrolizador. Posteriormente, se realiza el ensamble del montaje experimental para el electrolizador y seguidamente la estimación de las variables de desempeño para cada experimento planteado en el diseño experimental, de los cuales se ha podido encontrar que el electrolizador tiene un mejor desempeño cuando tiene electrodos de mayor área superficial, la concentración del electrolito es alta y no se le suministra la corriente de mayor magnitud. Luego de haber evaluado el desempeño del electrolizador, se procedió a proponer mejoras en el diseño de este utilizando la metodología de Ulrich, con la finalidad de tener un buen diseño de concepto para elaborar el CAD del nuevo electrolizador y cotizarlo para su futura fabricación.Publicación Acceso abierto Comparación del desempeño de generadores eólicos darrieus de pequeña escala operando a bajas velocidades de viento(Universidad EIA, 2021) Ramírez Arboleda, Julián; Sánchez Posada, Mario AlejandroRESUMEN: El presente documento corresponde al trabajo de grado “Comparación del desempeño de generadores eólicos Darrieus de pequeña escala operando a bajas velocidades de viento”, donde se busca comparar 3 modelos de aerogeneradores tipo Darrieus de pequeña escala para la generación de energía en zonas con baja velocidad de viento. Se realizarán simulaciones en el software Q-Blade para evaluar el efecto sobre el desempeño de parámetros como el tipo de perfil aerodinámico, el número de aspas, la solidez y el aspect ratio y posteriormente se simularán las geometrías más promisorias en un software de dinámica de fluidos computacional para corroborar los resultados del mismo. Las simulaciones tanto en el software Q-Blade como en el software CFD se simularán a una velocidad de viento de 6 m/s con el fin de identificar perfiles aerodinámicos y la combinación de parámetros geométricos que permitan obtener buen desempeño en estas condiciones de baja velocidad de viento.Publicación Acceso abierto Dimensionamiento de un sistema de generación de energía híbrido (solar fv/eólico) de pequeña escala para las condiciones meteorológicas de Isla Fuerte(Universidad EIA, 2020) Castaño Duque, Thobyas; Pulgarín Rivera, Maria Camila; Sánchez Posada, Mario AlejandroRESUMEN: En el presente trabajo se expone el dimensionamiento de un sistema de generación híbrido (eólico/fotovoltaico) de pequeña escala para las condiciones meteorológicas de Isla Fuerte, y las simulaciones de dinámica de fluidos computacional de un generador eólico tipo Darrieus. Para ello se estudiaron los requerimientos energéticos y el potencial eólico y solar de la zona, también se identificaron varias de las alternativas tecnológicas disponibles para el sistema de generación, como el tipo de generador eólico adecuado de acuerdo a parámetros como potencia y velocidad de viento. Se decidió proponer dos configuraciones distintas para abastecer la demanda, la primera con componentes comerciales en su totalidad, y la segunda con un aerogenerador de eje vertical de diseño propio. La simulación de dinámica de fluidos computacional se utilizó para validar el desempeño aerodinámico del aerogenerador Darrieus. Para ambos sistemas se seleccionan algunos componentes complementarios como la batería y el generador de imanes permanentes en la segunda configuración. Adicional a esto se realizó la selección de los sensores y componentes del gabinete eléctrico para la medición y comunicación de variables como voltaje, corriente y velocidad de giro del rotor.Publicación Acceso abierto Diseño de horno deshidratador de residuos orgánicos(Universidad EIA, 2019) Gil Mesa, Sebastián; Benavides Carvajal, Hugo Andres; Tejada Orjuela, Juan Camilo; Araque Marín, Pedronel; Sánchez Posada, Mario AlejandroRionegro, Antioquia, no cuenta con un plan adecuado para manejar los residuos orgánicos de materia vegetal generados en su plaza de mercado, además de esto, la planta de compostaje a la que se planea llevarlos no tiene la capacidad suficiente para procesar todo el material generado y todo aquello que sobra se dispone en un relleno sanitario, el cual sólo da abasto para cuatro años más de funcionamiento. Con base a la problemática planteada se formula la siguiente pregunta de investigación ¿Cómo manejar los residuos orgánicos de materia vegetal generados en las plazas de mercado de la ciudad de Rionegro? De esta manera, para dar respuesta a la pregunta se plantea el diseño de un horno cuya función es secar estos residuos, así pueden ser aprovechados para la creación de compost y ocupan menos espacio durante el proceso y su transporte. Este diseño fue realizado siguiendo la metodología de Ulrich en conjunto de la metodología de Dieter. Su desarrollo se ha llevado a cabo en dos secciones bien definidas, la primera se compone de una serie de ensayos de laboratorio con el fin de conocer el comportamiento de la humedad de los residuos orgánicos con respecto a la temperatura, además de sus propiedades microbiológicas necesarias para un posterior proceso de compostaje y otra en la que se desarrollan balances masicos y energéticos que permitan a través de la aplicación del área de transferencia de calor, el dimensionamiento de un horno capaz de contribuir con el secado de los residuos en condiciones controladas de humedad y temperatura, permitiendo la adecuada selección de los elementos periféricos del horno de secado.Publicación Acceso abierto Diseño de intercambiadores de calor para un prototipo potabilizador de agua(Universidad EIA, 2019) Zuluaga Montoya, Nicolás; Sánchez Posada, Mario AlejandroEn el siguiente documento se presenta el desarrollo del trabajo de grado para optar al título de ingeniero mecánico. El proyecto llamado “Diseño de intercambiadores de calor para un prototipo potabilizador de agua” se enmarca en la problemática planteada anteriormente por los estudiantes Esteban Lozada Giraldo y Mateo Sánchez Monsalve sobre la escasez de agua en las zonas costeras más remotas de Colombia. Sin embargo, el prototipo presentado por Esteban y Mateo no alcanzó los resultados esperados debido a una falla crítica en el diseño de los intercambiadores de calor, lo cual impidió la evaporación de agua y, por ende, la toma de datos para verificar el funcionamiento del prototipo. Este proyecto pretende como tal el diseño de los intercambiadores de calor necesarios para para el prototipo de desalinización de agua que corresponden a un colector solar y a un condensador con un caudal requerido de dicho prototipo de 18 L/día. En el proyecto se realizó un dimensionamiento con base en teoría de diseño de intercambiadores de calor y colectores para luego simular las geometrías calculadas mediante software CFD, luego comparar los resultados de los cálculos, simulación y finalmente realizar ajustes al diseño base.Publicación Acceso abierto Evaluación del proceso de obtención de biochar a partir de pellets de biomasa en un reactor vertical de pirólisis lenta(Universidad EIA, 2023) Moncada Arango, Federico; Sánchez Posada, Mario AlejandroRESUMEN: el aprovechamiento de los residuos orgánicos provenientes de la agroindustria es un reto tanto a nivel local como internacional, su transformación a través de procesos termoquímicos es una vía en exploración que muestra resultados prometedores, sin embargo, no se ha planteado de manera concreta la peletización de fique con el objetivo de estudiar las características del biochar y su dependencia en los parámetros de elaboración. En este trabajo de investigación se realiza un ensayo de producción de pellets de Fique, su pirólisis en 2 temperaturas (550ºC y 700ºC) y 3 tiempos de remanencia (45 min, 90 min y 180 min) utilizando un reactor vertical de lecho fijo a una tasa de calentamiento de 10ºC/min. Se realiza un estudio para determinar la relación de estos parámetros con su encogimiento, pH, estructura morfológica y área superficial o porosidad. Se encuentran rendimientos en seco del 25% y 30% para los 550ºC y 700ºC respectivamente, además de evidenciar un encogimiento radial entre 22,57% de su diámetro inicial y 27.01%. Con respecto al pH no se encuentra una relación significativa que permita establecer una dependencia. El área superficial para los pellets de char producidos a partir de fique pirolizado a las temperaturas mencionadas está entre los 8,9678 m2/g y 13,3010 m2/g para 550ºc y 700ºC respectivamente.Publicación Acceso abierto Evaluación experimental y numérica de módulos fotovoltaicos bifaciales flotantes en comparación con sistemas monofaciales y terrestres(Universidad EIA, 2019) Vega Orrego, Manuela; Sánchez Posada, Mario Alejandro; Cuervo Díaz, Andrés FelipeLa necesidad de reducir la contaminación ambiental ha impulsado el desarrollo de las energías renovables, como la energía solar fotovoltaica. Alrededor de esta se generan constantemente nuevas tecnologías para maximizar el aprovechamiento de los recursos, entre estas los módulos bifaciales y los sistemas flotantes. Este trabajo tiene por objetivo evaluar el efecto en la generación de potencia de combinar estas dos tecnologías, analizando los efectos de le refrigeración y la reflectancia del agua. Para hacerlo se llevó a cabo un experimento en la sede de Las Palmas de la Universidad EIA, en Antioquia y se desarrolló una simulación en CFD en ANSYS FLUENT. Los resultados corroboran los beneficios de cada una de las tecnologías por separado, pero no presentan la combinación de estas como una alternativa interesante para aumentar la producción de energía.Ítem Acceso abierto Fraccionamiento y separación de las fases ligera y pesada del bioaceite obtenido de la pirólsis rápida de biomasa(2024-09) Sánchez Posada, Mario Alejandro; Maya, J.C.; Chejne, F.; Bustamante, M.Este estudio se enfoca en el fraccionamiento y la caracterización mediante fluorescencia UV de las fases de bioaceite generadas durante la pirólisis rápida de biomasa en un reactor de placa caliente. Se aplicaron dos métodos de fraccionamiento que involucran separación de fases por solventes, basada en la polaridad de los compuestos, y técnicas de separación física. Además, se evaluó la influencia de la presión del reactor y de la temperatura de recolección del bioaceite sobre la proporción de compuestos ligeros a pesados (monómeros vs. oligómeros). Ambos métodos de fraccionamiento demostraron ser eficaces, destacando el método simplificado por su facilidad de aplicación. Se encontró que la fracción pesada del bioaceite producido en el reactor de placa caliente consistía predominantemente en dímeros y trímeros (340-370 nm), similar a la lignina pirolítica, la cual también mostró un pico en este rango. Por otro lado, se observó que presiones más bajas en el reactor y temperaturas de recolección menores favorecieron la expulsión de aerosoles, incrementando los rendimientos de bioaceite hasta en un 85%.Publicación Acceso abierto INFORME FINAL DE SEMILLERO DE INVESTIGACION EE 2024-1Sánchez Posada, Mario Alejandro; Meneses Merino, SebastiánSe encontró con base en el balance de energía para el equipo de pirólisis de metano que el consumo de energía para la producción de hidrógeno turquesa es alrededor de 5 veces inferior al requerido para el hidrógeno verde producido en electrolizadores tipo PEM. Se estimaron además indicares de consumo de energía, costo de la energía, huella de carbono (emisiones de CO2), m2 de paneles a instalar para tres escenarios diferentes: energía 100% de la red, energía 50% de la red, y abastecimiento con paneles solares. Esta información permitirá realizar comparaciones entre los plantas de hidrógeno verde y turquesa y realizar posteriores análisis de ciclos de vida.Ítem Sólo datos Modelling the fast pyrolysis of anisotropic biomass particles with aerosol production(Universidad EIA, 2023) Sánchez Posada, Mario Alejandro; Maya López, Juan Carlos; Quinchía Figueroa, Adriana MaríaABSTRACT: agricultural production generates significant amounts of residues that are not valued and contributes to environmental pollution; In Colombia alone, 78 million tons of agricultural residues are generated each year. Moreover, only a small fraction of the produced biomass in the agricultural sector correspond to useful products: the “fique” industry uses only the 2% of the produced biomass, the beer industry uses only 8% of the grain nutrients, while palm oil industry uses less than 9% of the produced biomass, in coffee industry only 9,5% of the fruit weight is utilized, while in the paper industry just the 30% of the raw biomass is made of (Cury et al., 2017). The valorization of these residues not only to reduces environmental pollution but also contributes to increase sector productivity through the production of high value products. One of the alternatives for biomass residues characterization is the production of bio-oil through fast pyrolysis with its subsequent upgrade to obtain high value products such as fuels, or chemicals as furfural, acetol (hydroxy acetone), levoglucosan, acetic acid, 5-HMF, hydroxyl-acetaldehyde, products that are used are raw materials in the food, textile, paints, pharmaceutical and cosmetic sectors. The bio-oil from biomass fast pyrolysis is a mixture of compounds coming from the decomposition of the cellulose, hemicellulose and lignin. Particularly, in the bio-oil can be found heavy components such as lignin oligomers, anhydrosugars, and some minerals. The concentration of these heavy components in bio-oil affects subsequent processes as the hydrotreatment to obtain fuels (Iisa et al., 2019). A fraction of the aforementioned heavy components in bio-oil comes from aerosols that are ejected from the biomass particle during fast pyrolysis (primary aerosols), however, the contribution of the aerosols to this heavy fraction is still uncertain, since these aerosols suffer secondary extra-particle reactions within the reactor and there is also formation of secondary aerosols during the condensation process of volatiles products (Montoya et al., 2016). Even though there are multiples studies on the effect of some process parameters and particles characteristics (heating rate, holding temperature, pressure, particle size) on the heavy fraction yield, the effect of these parameters on aerosol production has been little studied. Currently, there is no fast pyrolysis model that considers realistic characteristics of the particle such as shape and anisotropy and provides information about the production of aerosols and its size distribution (Brennan Pecha et al., 2019). The information about the produced aerosols is important for the later analysis of the extra-particle reactions within the reactor and to clarify the participation of primary aerosols on the heavy fraction yield. Based on the problem description presented above the research question for the present work is the following: ¿Is the effect of particle shape and anisotropy on the production primary aerosols significant during biomass fast pyrolysis? This project aims at advancing the current state of knowledge and modelling of biomass fast pyrolysis. The objective of the work is to evaluate aerosol production and the effect of particle characteristics and process parameters during biomass fast pyrolysis.
