ENERGÍAS RENOVABLES Y SU ENFOQUE EN LA UNIVERSIDAD LIBRE
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ENERGÍAS RENOVABLES Y SU ENFOQUE EN LA
UNIVERSIDAD LIBRE
GRUPO DE INVESTIGACIÓN DESARROLLO TECNOLÓGICO Y CALIDAD –
DETECAL
SEMILLERO DE INVESTIGACIÓN EN ENERGÍAS RENOVABLES Y
EFICIENCIA ENERGÉTICA – SERE2
FACULTAD DE INGENIERÍA
UNIVERSIDAD LIBRE
BOGOTÁ
Por: M.Sc. Ing. Luis Eduardo García
Contenido 1. Motivaciones de desarrollo 2. Áreas de interés 3. Grupo de trabajo 4. Caso 1: Industria de biocombustibles 5. Caso 2: Deshidratación solar de productos
1. Motivaciones de desarrollo
• Concentración
Producción de potencia y calor
de recursos
• Variabilidad de
Environment-green.com
Razones precios
• Situación política
(Recursos fósiles)
Económicas
• Calentamiento
global
Fenómenos naturales
Theguardian.com
Aumento niveles océanos
Afectación de especies
Razones • Lluvia acida
Ambientales Erosión de suelos
Afectación cuerpos de agua
Afectación de edificaciones
• Emisiones nocivas
fao.org
Implicaciones de salud
1. Motivaciones de desarrollo:
proyecciones en Colombia
Fuente: Lineamientos y agenda de adaptación al cambio climático en Colombia, DNP. 2012.
1. Motivaciones de desarrollo:
consecuencias y efectos
Panorámica del volcán Nevado de
Santa Isabel (Caldas, Tolima y
Risaralda) en la década de los 80
(superior). Deshidelo del pico en 2007
(inferior).
Fuente: IGAC (1992), Ideam-UNAL (1997), Ingeominas (1996) Landsat TM 2001, 2002,
2003, Landsat ETM 2007, Spot 2006 y Quick Bird 2007.
Fuente: ABC del cambio climático en Colombia. Min Ambiente,
IDEAM, Embajada de Holanda.
1. Motivaciones de desarrollo:
consecuencias y efectos
En el reporte anual de la Unidad de Planeación Minero
Energética ‐ UPME 2009 se aprecia cómo en enero del 2009
más del 80 % de la energía que se producía en el país era
Energy4me.org
hidráulica. Un año después, en enero del 2010, disminuyó al
43 % debido al fenómeno de El Niño.
Circulodeperiodistasdebogota.com
Eltiempo.com
Fuente: Reporte annual - UPME. 2009 - 2010
2. Áreas de interés
Mejora de procesos de producción de energía actuales o
el desarrollo de procesos que empleen recursos
renovables.
Calce.umd.edu
• Energías y recursos renovables. Aprovechamiento y
uso de recursos con potencial de sustitución total o
parcial de recursos fósiles en procesos de producción
de energía.
Energynext.in
• Eficiencia energética. Identificación de
oportunidades de optimización del uso de recursos
energéticos en procesos.
• Reducción de emisiones. Desarrollo de alternativas
Cleanenergy.org
de reducción de emisiones nocivas como resultado
de procesos de obtención de energía.
3. Grupo de trabajo: SERE2
Se tiene como principal fin promover
la actitud crítica en los estudiantes e
iniciar su formación en actividades Integrantes:
propias de investigación en ingeniería.
Ismael Marquez
Gabriel Camargo
Como eje central se plantea el abordar Luis Eduardo Garcia
la problemática actual concerniente al
agotamiento de los recursos fósiles, las Braham David Zapata Escarraga
implicaciones ambientales derivadas Camilo Alejandro Díaz Arenas
de su uso, la formulación y desarrollo Cristian Fernando Vargas Sierra
de alternativas energéticas basadas en
José Leonardo Martinez Niño
el aprovechamiento de recursos
renovables. Fabián Rangel Pineda
Miguel Ángel Díaz Escobar
3. Caso 1: Industria de biocombustibles Fuente: Fedebiocombustibles. BECA 2013.
3. Caso 1: Industria de biocombustibles
Industria del Biodiesel (2012) Colombia es el 5° productor de aceite de
Área Empleos palma, el 7° productor de caña de azúcar,
Capacidad Producción Empleos
Región
(t/año) (t/año)
sembrada
industriales
en la el 8° productor de etanol y el 12° de
(ha) cadena biodiesel en el mundo.
Norte 216000 145479 51241 7320 14640
Central 230000 224922 73658 10522 21045
La producción de etanol de caña de
azúcar se inició en Colombia en octubre
Occidental 135000 119067 36829 6490 12980
de 2005 y la de biodiesel de aceite de
TOTAL 581000 489986 163328 23332 46665 palma a finales de 2007.
Fuente: Fedebiocombustibles.
Industria dual del azúcar y bioetanol (2012)
Capacidad Instalada
Area
Empleos Empleos en la
Región sembra Molienda de
Etanol industriales cadena
da (ha) azúcar
(L/día)
(t/día)
Oriental 130973 47000 125000 3584 100352
Fuente: Asocaña, Fedesarrollo, Fedebiocombustibles.3. Caso 1: Industria de biocombustibles
Evaluación del uso de mezclas biodiesel - diesel en aplicaciones fijas
Determinación
• Propiedades
de cambios en físicas
el combustible
por efecto de
mezclas
• Propiedades
químicas
Determinación • Consumo de
de condiones
optimas de combustible
operación y
cambios • Relación de
requeridos
equivalencia
Caldera pirotubular, 5 hp. Lab. Ciencias
Caracterización
• Eficiencia térmica
térmicas Universidad Libre del proceso de
combustión
• Emisiones
obtenidas
Retos: reducción de emisiones
sin sacrificar eficiencia3. Caso 1: Industria de biocombustibles
Caracterización del rendimiento de un motor 4T de 125cc con mezclas
de bioetanol - gasolina
Determinación
• Propiedades
de cambios en físicas
el combustible
por efecto de
las mezclas
• Propiedades
En 2015 habrá dos motos por químicas
cada carro en Colombia,
debido al crecimiento anual
de este parque automotor de Determinación • Consumo de
de condiones
optimas de combustible
20 % anual. operación y
cambios • Régimen de
requeridos
operación
Diario La republica, 18 de octubre 2013
• Potencia vs RPM
Retos: reducción de emisiones sin Caracterización • Torque vs RPM
de productos
sacrificar eficiencia • Emisiones
obtenidas3. Caso 1: Industria de biocombustibles
Cuesco de Palma Africana:
Corresponde al 7 % del
peso de racimo, con 21.1
MJ/kg de poder calorífico
inferior.
Fibra de Palma Africana:
Corresponde al 10 % del
peso de racimo, con 8.97
MJ/kg de poder calorífico
inferior.3. Caso 1: Industria de biocombustibles
Obtención de fracciones liquidas a partir de la pirólisis de biomasa residual
obtenida del cultivo de palma africana
Estos productos presentan Potencial • Viabilidad técnica
energético de
potencial de uso en procesos de biomasa • Disponibilidad de
producción de energía residual recurso
Alta densidad energética en
comparación con gas combustible • Temperatura de
obtenido de la biomasa Caracterización proceso
del proceso de
pirolisis • Tamaño de
partícula
Facilidad de almacenamiento y
transporte
• Fracciones liquidas
Bajos costos de producción Caracterización
y (Bio‐oil)
cuantaficiación • Carbonizado
de productos
Retos: humedad y acidez • Gas4. Caso 2: Deshidratación solar de
productos
EL manejo poscosecha de cultivos de fruta presenta
perdidas del orden de 30 %, que por las más diversas
razones se queda en el camino antes que llegue al
consumidor final.
Deshidrataciondefrutas.com
La disminución de estas pérdidas puede lograrse con
un mejor manejo postcosecha y destinando parte de
la producción a la conservación en fresco o
transformación de las frutas mediante técnicas
apropiadas.
Los procesos para deshidratar frutas son diversos:
vacio, liofilización, osmosis directa o mediante el uso
de aire caliente.
Deshidrataciondefrutas.com
El secado por aire caliente, es el método
comunmente empleado para deshidratar la fruta a
nivel industrial.4. Caso 2: Deshidratación solar de
productos
Proveer alternativas de disposición de
productos en caso de poscosecha y
sobreproducción
Reducción de peso, esto facilita las labores
de manejo, transporte y almacenamiento.
Reducción de contenido de agua, se reduce
la actividad biológica, evitando la
descomposición prematura.
Retos: sustituir el uso de
fósiles en procesos de
deshidratación, sin
detener el suministro de
energía4. Caso 2: Deshidratación solar de productos
4. Caso 2: Deshidratación solar de
productos
El sistema de almacenamiento esta
encaminado a sostener el suministro
de energía térmica en horas de
ausencia de radiación solar
El sistema de ventilación forzada se
se basa en el valor de radiación solar
obtenida y ajusta el caudal de aire a
suministrar.
El colector solar tiene como función
principal el captar la energía solar y
transferirla al fluido de trabajo.4. Conclusión Las labores de implementación de energías renovables deben estar enmarcadas en principios de desarrollo sostenible, contemplando el manejo y oportunidades de aprovechamiento de subproductos obtenidos.
5. Contacto
Gracias por su atención
luise.garciaf@unilibrebog.edu.co
Programa Ingeniería Mecánica
Facultad de Ingeniería
Universidad Libre
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