Revista ION

Límites termodinámicos a la productividad de los destiladores solares pasivos

Henry Alberto Salinas Freire, Osney Pérez Ones, Susana Rodríguez Muñoz — vie, 30 ago 2019 13:26:07 -0500

La desalinización de agua de mar se ha estudiado con interés debido a la escasez de agua dulce para
consumo humano. La destilación solar es un método antiguo; la productividad, consumo energético del
proceso y el costo del agua desalinizada así obtenida dependen de la eficiencia que se alcance en cada
una de las etapas de estos sistemas. La limitada capacidad de absorber la radiación solar y transformarla
en calor útil para la evaporación, la interacción con el medio circundante, y las pérdidas de calor limitan
la eficiencia global del proceso térmico y la productividad. Como la energía proviene de la radiación
solar, la productividad máxima de este proceso estará limitada por la magnitud de la radiación solar
total disponible en una zona del planeta debido a su ubicación geográfica, época del año y condiciones
climáticas locales. Los procesos a partir de esa energía estarán limitados termodinámicamente por los
coeficientes de transferencia térmica que se alcancen en el equipo, por el máximo que pueda alcanzar el
calor de evaporación, mientras que las pérdidas al ambiente por convección y radiación sean mínimas.
Se presentan análisis comparativos de varios modelos propuestos, datos reportados de destiladores,
datos reportados de radiación solar que alcanzan valores promedio de hasta 7,2 – 7,4 kWh/m2 en algunas
regiones del planeta y se hacen estimaciones para productividad de estos equipos que alcanzan entre 6,7
y 6,9 kg/m2día y la eficiencia máxima teórica se encuentra alrededor de 0,16 de la radiación solar total.

Remoción de sulfuros presentes en el agua residual del proceso de curtido mediante cavitación hidrodinámica

vie, 30 ago 2019 17:53:36 -0500

El sulfuro presente en el agua residual de la industria del curtido de cueros proviene de la operación de pelambre (depilado de la piel) en concentraciones que afectan significativamente la calidad del agua del cuerpo receptor debido a la toxicidad del vertimiento produciendo la mortandad de flora y fauna, responsable de la presencia de olores desagradables en el cauce y la notable disminución del oxígeno disuelto en el agua del afluente. En la presente investigación, la remoción de sulfuro es evaluada empleando la técnica cavitación hidrodinámica (CH), un proceso de oxidación avanzada analizado
desde diferentes parámetros de operación como pH inicial del agua residual y presión de entrada para un tiempo de reacción fijo de 90 minutos; parámetros de diseño fueron establecidos mediante el uso de dos prototipos, variando el número y diámetro de orificios en el punto de estrangulamiento con el objetivo de determinar las condiciones óptimas del reactor para el tratamiento de este tipo de contaminante en las aguas residuales. Se obtuvo una remoción máxima del 32,6 % de la concentración inicial de sulfuro sin aplicar algún tipo de catalizador o reactivo químico; de igual modo se realizó un análisis costobeneficio debido a la eficiencia de la tecnología aplicada en comparación con la energía requerida por el reactor empleado, donde se observa una disminución del 198 % del costo total del tratamiento actual. Finalmente, la cavitación hidrodinámica es una tecnología sustentable para la industria del curtido de cueros.

Una mirada al desarrollo de aditivos reductores de viscosidad y sus aplicaciones en el transporte de crudos pesados

vie, 30 ago 2019 18:16:50 -0500

La presente revisión aborda la problemática que presentan los crudos pesados debido a su alta viscosidad, lo cual dificulta su transporte por tubería y su directa relación con la fracción de asfaltenos, cuyo apilamiento genera cambios en la reología del crudo, altas caídas de presión y mayores requerimientos energéticos en el bombeo, e incluso taponamiento de tuberías. Las investigaciones reportadas se han enfocado en predecir y elucidar la composición estructural de los asfaltenos, de lo cual se resaltan modelos que describen a los asfaltenos como sistemas de anillos aromáticos policondensados, que pueden unirse por interacciones de Van der Waals formando agregados, o también como estructuras jerárquicas de sistemas de anillos de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH), que finalizan en la formación de racimos (clúster). También se resalta el modelo termodinámico coloidal, el cual predice moléculas de asfaltenos suspendidas en una fase líquida, estabilizada por resinas adsorbidas en su superficie.

Una alternativa para disminuir la viscosidad de los crudos es la inclusión de aditivos, los cuales mediante interacciones moleculares apropiadas, generan la dispersión de agregados asfalténicos, reflejándose en la disminución de la viscosidad. Por ello a la hora de diseñar aditivos reductores de viscosidad pare crudos, es importante diseñar estructuras moleculares con determinados grupos funcionales asociados a aminas, amidas, alcoholes, ácidos, entre otros, que favorezcan interacciones que generen la dispersión de asfaltenos. Por ellos y con el fin de brindar un panorama amplio de esta línea de investigación tan extensa, se finaliza este documento con una revisión de algunos aditivos reductores de viscosidad, implementados por diferentes investigadores.

Estimativa de densidade de álcoois biocombustíveis pelo segundo coeficiente da equação virial

vie, 30 ago 2019 18:29:38 -0500

Se estimaron los volúmenes molares o las densidades de seis alcoholes puros pertenecientes a la industria de biocombustibles para diferentes valores de temperatura dentro del rango de 280 K a 333 K utilizando un modelo desarrollado a partir de la ecuación de equilibrio de vapor líquido o la ecuación de Clausius-Clapeyron. El segundo coeficiente virial (B) se calculó a partir de los datos predictivos aplicados al modelo. Como es ampliamente conocido, las variaciones en el valor B se reflejarían en los volúmenes molares de los compuestos con resultados similares. En este trabajo, se observó que las desviaciones fueron positivas para todas las especies estudiadas y aumentaron entre los alcoholes de cadena larga de carbono. Cuando estuvo disponible, se realizó una comparación entre el volumen molar experimental
y el volumen molar predicho.

Evaluación de la hidrólisis alcalina-enzimática para la obtención de colágeno hidrolizado a partir virutas de cuero curtido

lun, 02 sep 2019 19:07:49 -0500

Las virutas de cuero curtido representan el residuo sólido generado durante la etapa de rebajado de cueros como parte del curtido y teñido de pieles, este residuo representa un riesgo al ambiente al momento de su disposición final; por causa del alto contenido de cromo, situación que hace necesario evaluar alternativas para el tratamiento de estos. En el proceso experimental se empleó la hidrólisis enzimática de la viruta para obtener colágeno hidrolizado, las variables o factores de proceso empleadas fueron el pH (8 y 10), tiempos de reacción (11 a 13 horas) y dosis de enzima BLUE G-Dupont internacional
(0.00001 kg, 0.0000125 kg y 0.000015 kg). Los resultados experimentales dieron lugar a determinar que las condiciones óptimas para la obtención de colágeno hidrolizado en su mayor contenido fueron: pH 10, dosis de enzima de kg y 12.5 horas de tiempo de reacción para obtener una concentración de colágeno
hidrolizado de 1.828 kg/m3 correspondiente a una recuperación del 9.14 % en masa con respecto a la masa de viruta de cuero curtido utilizada para cada ensayo .

Determinación y análisis estadístico de la composición de los gases producidos en un piloto de recobro mejorado

mar, 03 sep 2019 15:55:20 -0500

La industria petrolera en Colombia tiene el desafío de la explotación de yacimientos con crudo pesado y extrapesado. Por este motivo, en el país se han implementado métodos de recobro mejorado (EOR) que suelen tener altos índices de producción. La inyección de aire es uno de los métodos de recobro mejorado que permite alcanzar altos índices de producción. La planta Piloto de Inyección de Aire para Recobro (PIAR), ubicada en Chichimene (Meta), es pionera en el mundo por implementar este método en una reserva de crudo extrapesado (API<10) de alta profundidad. El monitoreo de las propiedades fisicoquímicas de los fluidos generados durante este proceso contribuye a asegurar el correcto funcionamiento operativo del piloto. En este trabajo se determinó por cromatografía de gases (GC) la composición de los gases de producción de 16 pozos ubicados en el área del piloto. Se encontró principalmente metano (68.5±7.1), CO₂ (11.4±5.6) y N₂ (6.7±4.2). La composición de los gases fue disímil en toda el área, por lo que se hicieron análisis multivariados Análisis de Componentes Principales (ACP) y Análisis de Conglomerados (AC) para evaluar las similitudes entre los gases de los pozos. Como resultado, los pozos fueron organizados en tres grupos por similitud: un grupo con los niveles más altos de metano (75.8%); el segundo grupo con N₂ (11.9%) y un tercer grupo con los valores más altos de CO₂ (20.1%), conformado por tres pozos. Estos grupos fueron graficados en un mapa y se observó que se encuentran en áreas muy definidas dentro del piloto.

Saccharification of Orange Bagasse Pre-treated with Calcium Hydroxide using an enzymatic blend Diluted Hydrochloric Acid

mar, 03 sep 2019 00:00:00 -0500

La hidrólisis del bagazo de naranja fue realizada por medio de un proceso enzimático con celulasas y un processo químico con ácido diluido. Las cantidades de humedad, cenizas, lignina, celulosa y hemicelulosa fueron cuantificadas. La actividad de las enzimas fue determinada a temperatura y pH optimo. La biomasa fue pretratada con hidróxido de cálcio. Los experimentos de hidrólisis fueron realizados utilizando un diseño fatorial 2³ del tipo compuesto central. La actividad de la celulasa fue de 28,05∙10^-6 FPU (Filter Paper Units)/m³, con un pH optimo de 4,8 y una temperatura de 60°C. Asimismo los resultados para la actividad de xilanasas obtenidos fueron de 199,58∙10^-3 U/ Kg, a pH 5,2, y temperatura 50°C. Los valores de azúcares reductores totales ART de la hidrólisis ácida variaron de (9,328 ± 0,68)*10^-3 Kg ART /Kg de biomasa a (30,15±0,31)∙10^-3 Kg ART/ Kg de biomasa, presentando como factor mas significativo la temperatura y como menos significativo, el tiempo. Para el caso de la hidrólisis enzimática los valores de ART variaron de (77,33±3,82)∙10^-3 Kg ART/ Kg de biomasa a (99,66±0,62)∙10^-3 kg ART / Kg de biomasa, siendo el fator más significativo la concentración de celulasa y el menos significativo la concentración de xilanasa.

Estudo Termoquímico na Produção de Aditivo de Gasolina Tert-Amyl-Methyl-Ether (TAME)

jue, 26 sep 2019 16:59:27 -0500

Los procesos de producción reactivos y de separación son ampliamente usados en la industria de procesos en general. Específicamente, el proceso de destilación necesita del estudio del equilibrio de las mezclas siendo fundamental para el proceso de separación. En el caso del Tert-Amyl-Methyl-Ether (TAME) funciona como aditivo oxigenador, mejorando el rendimiento mecánico del vehículo. De este modo, el estudio del comportamiento termoquímico y de las fenomenologías de los diferentes componentes involucrados en el sistema de producción del TAME son calculadas para el posterior entendimiento del proyecto de purificación. Siendo así, el análisis de los componentes mezclados haciendo uso del simulador de procesos Aspen Plus V9® el objetivo de estudio. Para ello el modelo termodinámico UNIFAC fué utilizado para estimar los parámetros binarios del equilibrio de los reactivos y reactantes calculados con el simulador. La observación de los aspectos analizados presenta la presencia de azeótropos en diferentes condiciones de temperatura, nueve puntos para diferentes temperaturas de mezclas binarias fueron estimados en el estudio termoquímico.