memoriaciermi2012

Memoria delCongreso Internacional de Energas Renovables

y Mantenimiento Industrial 2012

Coordinadores:Luis Martn Dibene ArriolaVctor Messina LpezJulio Csar Ortz Tovar

Congreso Internacional de Energas Renovables y Mantenimiento Industrial 2012

Universidad Tecnolgica de Baha de Banderas I

C. Roberto Sandoval Castaeda GOBERNADOR CONSTITUCIONAL DEL ESTADO LIBRE Y SOBERANO DE NAYARIT

Lic. Jos Trinidad Espinoza Vargas SECRETARIO GENERAL DE GOBIERNO DEL ESTADO LIBRE Y SOBERANO DE NAYARIT CONSEJO DIRECTIVO Ing. Marco Antonio Ledesma Gonzlez PRESIDENTE DEL CONSEJO Y SECRETARIO DE EDUCACIN DEL ESTADO

Ing. Gerardo Siller Crdenas CONSEJERO PROPIETARIO Y SECRETARIO DE FINANZAS DEL ESTADO

Lic. Hctor M. Bjar Fonseca CONSEJERO PROPIETARIO Y COORDINADOR ESTATAL DE UNIVERSIDADES TECNOLGICAS

Ing. Hctor Arreola Soria CONSEJERO PROPIETARIO Y COORDINADOR GENERAL DE UNIVERSIDADES TECNOLGICAS

Profr. Jos Efran Santos Duarte CONSEJERO PROPIETARIO Y TITULAR DE LA OSFAE

Lic. Francisco Crdenas Macas CONSEJERO PROPIETARIO DEL SECTOR PRODUCTIVO

C. Heriberto Pineda Bautista CONSEJERO PROPIETARIO DEL SECTOR PRODUCTIVO

C. Rafael Cervantes Padilla CONSEJERO PROPIETARIO Y PRESIDENTE MUNICIPAL DE BAHA DE BANDERAS

Ing. Juan Vela Ruiz CONSEJERO PROPIETARIO DEL SECTOR PRODUCTIVO

Lic. Jose Quiones Arechiga CONSEJERO PROPIETARIO

Lic. Miguel Alberto Delgado COMISARIO DEL CONSEJO

DIRECTORIO Lic. Jos Gmez Prez RECTOR

Ing. Guillermo Merino Torres SECRETARIO ACADMICO

MANCP. Luis Octavio Gallardo Arcega DIRECTOR DE DIVISIN INGENIERAS COORDINACIN DEL PROYECTO: MANCP. Luis Martn Dibene Arriola Ing. Vctor Messina Lpez Ing. Julio Csar Ortz Tovar DISEO DE PORTADA: Lic. Ingrid Gutirrez Seimandi Ing. Luis Carlos Tapia Sandoval

Editorial: Universidad Tecnolgica de Baha de Banderas Direccin de la Editorial: Boulevard Nuevo Vallarta No. 65, Nuevo Vallarta, Baha de Banderas, Nayarit, Mxico Cdigo Postal: 63732 Telfono: 322 226 8300 www.utbb.edu.mx Ttulo de la de la obra original: Memoria del Congreso Internacional de Energas Renovables y Mantenimiento Industrial 2012

ISBN: 978-607-96137-1-6 Primera Edicin: Octubre 2012 Este libro es de carcter gratuito en su versin digital Derechos Reservados: Universidad Tecnolgica de Baha de Banderas


Universidad Tecnolgica de Baha de Banderas II

PRESENTACIN

En estos tiempos, en que la agenda mundial tiene como prioridad la conservacin de los

recursos naturales y la creacin de nuevas alternativas que den respuesta a la necesidad de vida

de una sociedad de consumo, que sin freno y sin lmite, provoca enormes daos

medioambientales en el planeta, y es de suma importancia el aporte que, desde lo local, se

realice con repercusiones de tipo global, sobre todo en el tema de energas alternativas y el

mantenimiento en funcin de su impacto en su consumo.

El ya caduco modelo de desarrollo econmico industrial basado en el consumo de

recursos naturales ha dejado una enorme huella ecolgica con graves consecuencias al planeta,

generando mayores ndices de pobreza en el mundo y promoviendo la utilizacin de

combustibles fsiles para dar respuesta al modelo de desarrollo de casi todos los pases del

mundo.

Las universidades del mundo y de Mxico han implementado programas de estudio que

promueven un modelo sustentable de desarrollo y bajo esquemas de bajo impacto ambiental,

de ah que la Universidad Tecnolgica de Baha de Banderas cuente en su oferta academia con

la carrera de Ingeniera en Energas Renovables y la Ingeniera en Mantenimiento Industrial,

ambas tendientes a la generacin de recursos humanos capacitados en la generacin de

energas sustentables, mejoramiento de la calidad de la energa elctrica, el uso eficiente de la

misma y su respectivo mantenimiento.

En virtud de lo anterior y congruentes con la idea mundial de promover modelos de

desarrollo econmico sustentables, basados en la generacin de energas renovables, la

Universidad Tecnolgica de Baha de Banderas crea el CONGRESO INTERNACIONAL DE

ENERGIAS RENOVABLES Y MANTENIMIENTO INDUSTRIAL 2012, evento que conjunt a mas de

450 expertos expositores, investigadores, maestros y alumnos, interesados en estos temas.

El presente libro es el resultado de los trabajos de dicho congreso, en el que se plasman

los trabajos ms destacados y que sin duda ser de enorme apoyo en el proceso educativo de

los estudiantes de todas las universidades.

Lic. Jos Gmez Prez

RECTOR DE LA UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE BAHA DE BANDERAS


Universidad Tecnolgica de Baha de Banderas III

CONTENIDO

1. Sntesis de pelculas delgadas de CdS/ZnO para aplicaciones fotovoltaicas .................... 1

2. Mitos del petrleo y realidades del hidrgeno ............................................................. 10

3. Deshidratado de chile mediante la implementacin de colectores de canal parablico .................................................................................................................... 22

4. Produccin de Biodiesel con aceite de semillas de higuerilla (Ricinus comunis) como complemento ..................................................................................................... 31

5. La Biomasa Otra forma sustentable de energa en Mxico ........................................ 43

6. Diseo de un sistema de energas renovables para el edificio de docencia 3 de la UT Nayarit, un paso ms hacia una UT verde ............................................................... 53

7. Anlisis de las capacidades intelectuales, programas y mecanismos que apoyan el uso de las energas renovables en Mxico .................................................................... 67

8. Diseo, Construccin e Implementacin de un Control H-infinito Para un Colector Solar Dinmico ............................................................................................................. 79

9. Simulacin de micro-redes con energas renovables utilizando programacin orientada a objetos ...................................................................................................... 88

10. Sistema FV en alumbrado exterior ............................................................................. 100

11. Transporte autnomo sustentable, para comunidades de alta marginacin que cuentan con relieves accidentados ............................................................................. 110

12. Instrumentacin de un motor diesel Kama 170 para la implementacin de biodiesel ..................................................................................................................... 117

13. Automatizacin del hogar para personas con discapacidad utilizando paneles solares como fuente de energa sostenible ................................................................ 129

14. Control de Accesos con base en el protocolo TCP/IP, aplicando Energa Solar Fotovoltaica ................................................................................................................ 139

15. Estudio para el uso eficiente de energa elctrica en la Universidad Tecnolgica de Nayarit, Proyecto UTVerde .................................................................................... 151


Universidad Tecnolgica de Baha de Banderas IV

16. Control de Velocidad de un Servomotor Utilizando Redes Neuronales ...................... 164

17. Evaluacin Energtica de Equipos de Aire Acondicionado Operando con Gases Refrigerantes de Nueva Generacin en el Campus Coquimatln de la Universidad de Colima y su Efecto en el Calentamiento Global ..................................................... 175

18. Inspeccin termogrfica de una vivienda rural y su validacin utilizando tcnica de elemento finito: Caso ejido la Barranca, Pinal de Amoles, Quertaro ................... 188

19. Anlisis de Prdidas Magnticas en el Arranque ptimo en Tiempo del Motor de Induccin con Alimentacin PWM Senoidal ............................................................... 200

20. Estudio de Iluminacin con Tecnologa LED para Aula ................................................ 212

21. Anlisis de estabilidad de voltaje en Sistemas elctricos de potencia mediante la construccin de curvas P V usando una estrategia de paso variable ....................... 224

22. Circuito de Amarre de Fase para Sincronizacin de Convertidores de Potencia Monofsicos ............................................................................................................... 237

23. Anlisis de alumbrado en edificio comercial ............................................................... 247

24. Programa para el control de acceso e iluminacin de una cochera empleando microcontroladores .................................................................................................... 258

25. Modelo determinista para planificacin ptima de una red de distribucin con generacin distribuida ................................................................................................ 270

26. Modelado dinmico de un aire acondicionado basado en una estrategia electro-trmica 282

27. Diseo e implementacin de un sistema de propsito general para la gestin de recursos remotos, mediante el Sistema Global para las Comunicaciones Mviles (GSM, global system for mobile) ................................................................................. 294

28. Estudio sobre el comportamiento al desgaste de los rodillos de presin del tren de estiraje de las mquinas hiladoras de la Industria Textil (Parte I) .......................... 306

29. Estudio sobre el comportamiento al desgaste de los rodillos de presin del tren de estiraje de las mquinas hiladoras de la Industria Textil (Parte II) ......................... 316

30. Estudios preliminares sobre la influencia de diferentes rellenos sobre las propiedades fsicas y mecnicas de compuestos binarios base caucho ...................... 328

31. Ensayos de fatiga en flexin rotativa del acero ANSI 304 ........................................... 340


Universidad Tecnolgica de Baha de Banderas V

32. Modelo para Pronosticar la Vida til Residual de un Componente ............................ 351

33. Control de un Mecanismo Cartesiano ......................................................................... 362

34. Mantenimiento Preventivo Eficiente .......................................................................... 371

35. Estimacin del Costo de Ciclo de Vida y el Reemplazo de Activos .............................. 382

36. Golpe de Ariete .......................................................................................................... 395


Universidad Tecnolgica de Baha de Banderas 1

Sntesis de pelculas delgadas de CdS/ZnO para aplicaciones

fotovoltaicas

Fortino Vzquez Monroy1, Rafael Ramrez Bon2, Abel Garca Barrientos3

1Universidad Tecnolgica de Tula-Tepeji, Av. Universidad Tecnolgica No. 1000, col.

El 61, El Carmen, Tula de Allende, Hidalgo, C.P. 42830. Mxico

E-mail: [email protected]

2Centro de Investigacin y Estudios Avanzados del IPN, Unidad Quertaro, Apdo.

Postal 1-798,76001 Quertaro, Qro., Mxico

3Universidad Politcnica de Pachuca, Ex Hacienda de Sta. Brbara, Carretera

Pachuca- Cd. Sahagn Km. 20 Pachuca, Hidalgo, C.P. 43830. Mxico

Resumen

Este proyecto est dividido en dos etapas: la primera se tiene como objetivo principal la

sntesis de pelculas delgadas de CdS/ZnO por el mtodo de bao qumico en sustrato

de vidrio, aqu se realizara la sntesis con diferentes soluciones obtenindose una gran

variedad de muestras. La segunda etapa consiste en realizar la caracterizacin por el

mtodo ptico de transmitancia y reflectancia de las muestras para seleccionar la

muestra que mejor GAP tenga para ser propuesta como material de capa ventana o

capa absorbente en la celda fotovoltaica. El producto principal de esta investigacin

ser la obtencin de una pelcula delgada para ser empleada como capa ventana o

capa absorbente y se pueda combinar con un material inorgnico o un polmero

orgnico en la fabricacin del celdas fotovoltaicas de bajo costo tanto en equipo y

procesamiento y de esta manera puedan competir con las celdas que existen en el

mercado.

Palabras claves

Pelculas delgadas de sulfuro de cadmio/xido de zinc.



1. Introduccin

La problemtica que enfrentamos hoy en da de los energticos es por el incremento de

los hidrocarburos a nivel mundial que estn declinando su produccin, ahora se

encuentran a mayor profundidad y en zonas peligrosas que ha hecho que estos

incremente su precio a la vez que los mantos petrolferos se encuentran en naciones

con gobiernos poco estables como lo hemos visto ltimamente en las noticias con el

Pas de Irak, Tnez y Libia donde se encuentran grandes yacimientos petrolferos. La

inestabilidad de esta regin crea escasez de recursos energticos y como consecuencia

el incremento de estos, por otra parte su procesamiento crea dao en el ambiente,

ahora nos enfrentamos a una posible crisis energtica en el horizonte de tiempo corto,

reflejada en el aumento de precio de los energticos primarios y en la menor

disponibilidad de los mismos. El problema real es cmo conseguir suficiente energa

para el 100% de la humanidad con una distribucin equitativa a bajo costo y con poco o

nulo impacto ambiental. En Mxico tenemos reservas probadas para los prximos 15

aos de este tipo de energticos aunque con su consecuencias como es que mes por

mes se est incrementando el precio de este energtico alcanzando niveles que ya no

son accesibles para la poblacin, adems cabe mencionar que con este tipo de

energtico hemos sobrevivido gracias a sus ventas a otras naciones es parte de nuestra

economa.

Derivado de lo anteriormente dicho el objetivo de este trabajo es dar un aporte

sobre este ltimo tema en la sntesis de pelculas delgadas CdS/ZnO por el mtodo de

bao qumico para ser empleadas en celdas fotovoltaicas de bajo costo y de esta forma

contribuir en el desarrollo tecnolgico del Pas en base a la generacin de tecnologa

propia que tanta falta nos hace y en el desarrollo de tecnologa amigable con el

ambiente y estar preparados para cuando los combustibles fsiles se agoten. Por otra

parte la historia de las celdas solares se compone de tres generaciones, la primera

generacin se bas en celdas de silicio cristalino y policristalino alcanzando estas una

eficiencia del 15 % su costo $3.00 USD/Wp, teniendo un espesor de 100 m,

posteriormente vino la segunda generacin que fueron las Celdas de Pelculas

Delgadas (CdTe, CuInSe2, Si-a) teniendo una eficiencia del 10-15 % con costo $1-2.00



USD/Wp, teniendo un espesor de 1.5-3.5 m y finalmente surgi la tercera generacin

celdas de Multiuniones de Pelculas Delgadas III-V con una eficiencia del orden de 25 a

30 % y un costo Alto, requieren Concentradores 400-1000x y espesor a nivel nano

(CENNER)

2. Desarrollo

Realizando una consulta de la literatura internacional sobre el estado de arte en la

deposicin y preparacin de pelculas delgadas de CdS y ZnO , se encontr lo

siguiente para los materiales antes mencionados.

Antecedentes de deposicin y preparacin de pelculas delgadas de CdS.

Se ha reportado la preparacin del CdS bajo los siguientes pasos, se prepara un bao

con una solucin que contiene una sal de cadmio; ya sea en forma de nitrato, cloruro,

sulfato o acetato, y adems con una solucin de un agente reductor que contiene

azufre. De esta forma en la solucin alcalina el agente reductor se descompone y

suministra los iones S2- al bao qumico y los cationes Cd2+ se obtienen de su

respectiva sal.

- La preparacin del CdS se us CdCl2 y Tiourea (CS(NH2)2) como agente reductor.

El Bao qumico entonces estuvo formado por una mezcla de las siguientes soluciones

acuosas: CdCl2 (20 ml), KOH (50 ml), NH4 NO3 (20 ml), CS(NH2)2 (20 ml). Cada

solucin fue preparada disolviendo en 100 ml de agua bidestilada 0.365g de CdCl2,

12.00g de NH4NO3, 1.52g de CS(NH2)2 y para el caso de el KOH se disolvieron 7.01g

en 250 ml de agua bidestilada. Los sustratos que se utilizaron fueron vidrios de Corning

recubiertos con una capa de xido de indio y Estao (ITO).Vertiendo todas las

soluciones excepto la Tiourea. Este se sumerge en un bao mara con temperatura

controlada y agitacin magntica. Cuando la mezcla llega a una temperatura de 65 C

se le agrega la Tiourea y cuando la solucin comienza a colorearse los sustratos son

sumergidos verticalmente, mantenindolos el tiempo de crecimiento, que fue de 2

horas. A lo largo de todo el crecimiento se toman medidas del pH el cual vara de 10 (al

comienzo de la reaccin) a 7 (cuando termina el crecimiento). Al final de este tiempo se



enjuagan con abundante agua destilada, observndose una capa amarilla en la

superficie que es la pelcula delgada de CdS. (Zayas- Bazan, G. Contreras Puente, G.

Santana-Rodriguez, E. Hernandez, O. Calzadilla, K. Gutierrez Z-B, J. Sastre-

Hernandez, O. de Melo, 2011)

Antecedentes de deposicin y preparacin de pelculas delgadas de ZnO.

El xido de Zinc (ZnO) es un semiconductor ampliamente estudiado por sus

propiedades pticas, su gap est entre 3.1 y 3.4 eV a temperatura ambiente el valor

reportado es 3.2 eV. Es empleado en celdas solares como sensor de gas, en

transductor y como electrodo conductor transparente. En cuanto a su obtencin es muy

verstil ya que puede prepararse como bulbo o en pelculas delgadas. (Tahir Saeed I,

Paul OBrien, 1995)

- La capa de ZnO se obtuvo de la solucin de hidrxido de amonio NH4OH y sulfato

de zinc ZnSO4, controlando el pH entre 11.0 y 11.5 y la temperatura entre 85 y 100 C.

Mara Beltrn, Eric Plaza, Miguel Ramos, Elvis Hernndez y Giovanni Marn

Sntesis de las pelculas delgadas.

Existen muchos mtodos para obtener pelculas delgadas, entre estos cabe mencionar:

oxidacin trmica, spray pirolisis, sol-gel, sputttering, electrodeposicin qumica,

evaporacin trmica, deposicin fotoqumica, mtodo por semilla de crecimiento

hidrotermal, deposicin por pulso laser, mtodo por corriente inducida por el haz de

electrones (EBIC), mtodo de radio frecuencia planar, solucin acuosa, scattering

spectra, MOCV, femtsecond laser, mtodo SILAR, deposicin por bao qumico (CBD),

mtodo de spin coating, entre otros, en esta investigacin el mtodo que se va a

utilizar para la sntesis de las pelculas delgadas es deposicin por bao qumico (CBD)

es por ello que va a profundizar sobre este tema.

Se pretende que las pelculas delgadas anteriormente mencionadas sean

depositadas en sustratos de vidrio por la tcnica de bao qumico que es una tcnica



muy barata para la obtencin de pelculas delgadas para ser aplicadas en celdas

fotovoltaicas y electrnica flexible.

La limpieza de sustrato se realiz por ultrasonido y se secaron con nitrgeno gaseoso

esto es para darle una mayor polaridad y se adhiera ms fcilmente la pelcula al

sustrato.

Las recetas que se utilizaran para preparar las diferentes soluciones de los materiales

antes mencionados son las siguientes:

La preparacin idnea de la solucin para realizar el experimento es el que se

muestra en el siguiente diagrama de flujo.

Cloruro de cadmio (CdCl2)

Sulfato de zinc (ZnSO4)

Etanolamine

Hidrxido de amonio (NH4OH)

Tiourea (CS (NH2)2)

Agua desionizada

Temp. 70C, 80C, 90C



3. Resultados

Se prepararon para la sntesis muestras variando la temperatura de 70, 80 y 90C con

esta misma preparacin y se les dio el mismo tiempo de deposicin a los sustratos.

Observacin.

Primero al preparar la mescla y revolverla la solucin estaba totalmente transparente

hasta agregarla al vaso de precipitados que contena los sustratos de vidrio Corning

como se observa en la figura 1 y ponerla en el equipo de bao qumico cuando el agua

de este ya tena una temperatura de 70C posteriormente en un tiempo de 5 minutos

se puso de un color verdoso la solucin, pasando cierto tiempo de10 minutos se puso

de color amarillo claro, y posteriormente despus de un tiempo de 18 minutos de color

amarillo ms obscuro observndose coagulacin de la solucin, despus de un tiempo

de 27 minutos un color amarillo ms obscuro que el anterior y la coagulacin era mayor

que la anterior, por ultimo despus de un tiempo de 36 minutos un color amarillo ms

obscuro que el anterior y la coagulacin era mayor y a los 43 minutos se form una nata

de color amarillo como se observa en la figura 2.

El mismo patrn se observ en las dems muestras que se les vario la

temperatura a 80C y 90C pero se pudo ver que a mayor temperatura la deposicin de

la pelcula sobre el sustrato se aceleraba y la solucin se coagulaba ms rpidamente

llegando el momento en que empez a precipitar.

Al sacar los sustratos se puede observar que la pelcula delgada de los

elementos anteriormente mencionados se adhiri perfectamente al sustrato tomando un

color amarillo como se observa en la figura 3.



Figura 1: Preparacin Figura 2: Bao qumico Figura 3: Pelculas delgadas

Caracterizacin de las muestras por la tcnica de espectroscopia de UV-visible

(Ultravioleta-Visible).

Por esta tcnica se realiz la grfica de transmitancia con respecto a la longitud de

onda en nanmetros (nm) que se muestra en la figura 4 para que con estos datos que

arrojan las grficas calcular el gap (banda prohibida) de la pelcula delgada para

conocer que rayo de la luz visible absorbe la pelcula y ver si se puede utilizar de capa

ventana o capa absorbente esto tambin nos indica si es un materia tipo n o un

material tipo p. Al analizar la grfica se puede observar que el promedio de las grficas

anda entre 500 nm y dentro del espectro de la luz visible corresponde a un rayo verde y

parte del rayo amarillo.

Calculando el gap en electrovolts (ev) en base al valor de la longitud de onda en base

a la siguiente formula obtenemos el valor del gap en ev.

Formula ev = 1240/wv(nm)

Dnde:

Wv = Longitud de onda.



Aplicando la formula tenemos que el valor del gap es de 2.48 ev por lo tanto estas

pelculas en base a su transparencia serian propuestas para ser utilizadas como capa

ventana dentro de la celda fotovoltaica y sera un material tipo n.

300 400 500 600 700 800

0

20

40

60

80

100

TR

AN

SM

ITA

NC

IA (

%)

LONGITUD DE ONDA (nm)

15 MIN

30 MIN

45 MIN

60 MIN

M3

20 ML ZnSO4

SUST. ULTRASONIDO

TEMP. 80C

Figura 4: Grafica de transmitancia y longitud de onda.

4. Conclusiones

Se Obtuvieron pelculas delgadas de CdS/ZnO crecidas por deposicin en bao

qumico, usando concentraciones diluidas. Se realiz la caracterizacin por la tcnica

de espectroscopia de UV-Visible para calcular el gap de la pelcula dando un valor de

promedio de 2.48 ev que se refiere a una pelcula delgada para ser propuesta como

capa ventana en la celda fotovoltaica lo que se puede observar que el CdS se adhiere

ms que el ZnO y esto da lugar al color amarillo de la pelcula debido al azufre.

Reconocimiento

Agradecimiento al ECEST por el apoyo para la realizacin de este trabajo.



Referencias

[1] Grafica de mejores eficiencias logradas de los diferentes tipos de celdas

fotovoltaicas, CENNER

[2] P. G. Zayas- Bazana, G. Contreras Puenteb, G. Santana-Rodriguezc, E. Hernandeza,

O. Calzadillaa, K. Gutierrez Z-Ba, J. Sastre- Hernandez, O. de Melo, CdTe

Depositado por sublimacin isotrmica a corta distancia en celdas solares de

CdS/CdTe, Revista cubana de fsica, vol. 28, No.1, Agosto 2011, 39-44.

[3] Tahir Saeed I, Paul OBrien, Deposition and characterisation of ZnO thin films grown

by chemical bath deposition, Thin Solid Films 271 (1995) 35-38

[4] bMara Beltrn, aEric Plaza, aMiguel Ramos, bElvis Hernndez y bGiovanni Marn,

ESTRUCTURA DE TRICAPAS ZnO/CdS/CuIn0.75Ga0.25 Se2 PARA CELDAS

SOLARES



Mitos del petrleo y realidades del hidrgeno

F. J. Cruz Preza, R. Rangel Martneza, H. A. Arias Preza, J. E. Soto Osorniob, .

Marroqun de Jessa, J. M. Olivares Ramreza.

aUniversidad Tecnolgica de San Juan del Ro, Av. La Palma No. 125, Col. Vista

Hermosa, San Juan del Ro, Quertaro, Mxico.

bInstituto Tecnolgico de San Juan del Ro, Av. Tecnolgico No. 1, San Juan del Ro,

Quertaro, Mxico.

Resumen

El presente estudio muestra las ventajas econmicas-ambientales de contar con

hidrgeno como fuente energtica. Algunos autores muestran que debemos fijar la

atencin en la disminucin atmosfrica del CO2 ms que en el declive que se tendr a

nivel mundial en produccin del petrleo. Las investigaciones muestran que la mayor

ventaja de utilizar el hidrgeno como fuente energtica es cuando este se produce en el

mismo lugar donde ser consumido por tal motivo se han desarrollado equipos

porttiles en los que utilizan Aluminio en solucin acuosa como catalizador durante la

produccin de hidrgeno. Actualmente se han realizado aplicaciones en sistemas

trmicos de refrigeracin.

Palabras claves

Petrleo, Hidrgeno, Refrigeracin

La energa y el petrleo

Uno de los grandes retos de la humanidad ha sido la transformacin de la energa,

desde hace algunos siglos le energa ms utilizada es la proveniente de la

transformacin de combustibles fsiles, AusilioBauen[1]proporcion una visin en la

cual plantea la utilizacin de celdas de combustible para la transformacin de energa y



su utilizacin en vehculos hbridos que utilicen hidrgeno como combustible a partir de

agua.

La produccin de hidrgeno.

El costo actual del petrleo y la preocupacin de que este petrleo alcance a satisfacer

las crecientes demandas mundiales especialmente en economas en desarrollo, as

como el creciente nmero de pases que experimentan disminucin en la produccin de

petrleoson los promotores de investigacin en nuevos sistemas de propulsin y

alternativas de combustibles que impacten en la disminucin del CO2. Para la solucin

de estos problemas se requieren soluciones en el uso y transporte de la

energa,algunas de las opciones son; vehculos ms eficientes, combustibles menos

contaminantes, etc. sin embargo esto no generaratan grandes impactos como la

utilizacin del hidrgeno a travs de celdas de combustible, en automviles hbridos que

presentan actualmente una eficiencia alrededor del 40% (en un futuro 50%) los motores

a gasolina/diesel de combustin interna cuentan con una eficiencia 25-30%. El

hidrgeno podra ser utilizado como medio de almacenamiento a partir de energas

intermitentes como la elica para posteriormente ser transformado en electricidad a la

hora y lugar donde se requiera. El hidrgeno se tiene de manera natural generalmente

en forma de compuesto qumico como en el agua o hidrocarburos y puede ser

producido a partir de combustibles fsiles, nucleares y fuentes de energa renovablepor

procesos como electrolisis del agua y biomasa, rompimiento del agua por calor a altas

temperaturas, foto-electrlisis y procesos biolgicos. RichaKothari, et al.[2]realiz una

comparacin desde el punto de vista econmico ambiental en la cual describi que la

mejor manera de producir hidrgeno es a partir de energas renovables principalmente

la hidrulica y elica por el mtodo de la hidrlisis, considero tambin que la produccin

mundial por medio de la electrlisis del agua es solo del 4%.Se han realizado esfuerzos

desde 1977 para el desarrollo de tecnologas mediante la electrolisis del agua,

polmeros slidos, xidos y electrocatlisis de acuerdo a J. Vanderryn et al.[3]. Otra

manera de producir hidrgeno es la reduccin del agua utilizando aluminio y sus

aleaciones. En la investigacin realizada por H.Z. Wang, et al.[4]se enuncian algunas

ventajas como: su alta densidad energtica, de 29 MJ/Kg, ser el metal ms abundante



de la tierra, su baja densidad, de 2700 Kg/m3 y de 2600-2800 Kg/m3 para sus

aleaciones.Por su ligereza es el metal ms usado y la produccin de hidrgeno puede

ocurrir mediante un proceso de corrosin que no produce de CO2. Describieron que

para que un automvil elctrico energizado por celdas de combustible recorra una

distancia de 400 Km requiere alrededor de 4 Kg de hidrgeno los cuales se pueden

obtener de 36 Kg de aluminio en una reaccin aluminio-agua. Este tipo de reaccin se

puede realizar con asistencia de alkalis, en condicin neutral, a temperaturas elevadas,

o por reaccin de aluminio con alcohol.FedericaFranzoni et al. [5]presentaron el anlisis

del concepto; produccin de hidrgeno y potencia, ya que mediante la combustin del

hidrgeno cumple los requerimientos ambientales y proceso sustentable. La potencia

obtenida es calorfica; la temperatura de la flama del hidrgeno se encuentra entre los

600-3700 K en funcin de la presin y la fraccin molar del proceso. En su siguiente

investigacin [6]propusieron el acoplamiento de una turbina en la cual se obtiene una

produccin de hidrgeno de 4 g/s, el sistema es capaz de generar hasta 160 KW de

potencia mecnica disponible en el cigeal cuando la turbina gira a 4500 rpm y la

eficiencia de conversin de energa total es del 30%; de ah que con 6 unidades

optimizadas se podran generar 36.15 MWh.

Para el almacenamiento a presiones y temperatura estndar se requieren

volmenes 3000 veces ms grandes comparados con la gasolina, y en estado lquido

es necesario llevarlo a temperaturas menores de los -253C mediante sistemas

criognicos ocasionando perdida energtica, por lo cual hasta el momento es mejor la

produccin y consumo en el mismo sitio.

La produccin de aluminio.

Una de las maneras de produccin de hidrgeno como ya se ha visto es combinndolo

con aluminio el cual fue considerado por E.I. Shkolnikov, et al. [7]como un elemento

portador de energa ya que a diferencia del hidrgeno el aluminio es fcil de transportar

y almacenar, cuando el metal se coloca bajo la atmsfera este crea una pelcula de

oxido que protege al metal de un ataque posterior. La materia prima principal para

producir aluminio es el aluminio cristalino; oxido de almina (Al2O3) que se encuentra en

un gran nmero de minerales naturales. Sin embargola almina metalrgica proviene en



un 98% que es el resto, de la bauxita; roca compuesta en un 50%-80% por

hydrousalumina (hidrxidos y oxihidrxidos de aluminio) mediante el proceso de Bayer.

La qumica del proceso Bayer de forma simplificada esta descrita por la ecuacin:

Al2O3nH2O + 2NaOH 2NaAlO2 + (n + 1)H2O (1)

Para la obtencin de 1 Kg de Aluminio son necesarios alrededor de 2 Kg de

almina derivados de 4 Kg de bauxita. La energa necesaria que se invierte en 1 Kg de

Aluminio es de 29.6 MJ en la preparacin de la materia prima, 85.6 MJ/Kg para

fundicin y56 MJ en energa elctrica, teniendo un consumo final de energa de 172 MJ

para obtener 1 Kg de aluminio.La energa invertida en la materia prima esta compuesta

por 1.1 MJ de bauxita, 26.1 MJ para el refinado de la almina y 2.4 MJ en la produccin

de nodos de carbn. Dado que el contenido de calor requerido por el carbn para cada

kilogramo de Aluminio es aproximadamente 14 MJ, la intensidad energtica total del

Aluminio es alrededor de 100 MJ/kg. Las reacciones de Aluminio-agua para la

produccin de energa o hidrgeno se muestran en la figura 1.

Fig.1. Aluminio agua

Como hemos descrito para la obtencin de hidrgeno es mejor la produccin

donde va ha ser consumido, por lo tanto se necesita equipos porttiles en donde las

soluciones ms adecuadas son la oxidacin electroqumica de aluminio (Wang Xiao-wu,

et al. [8]),la reaccin aluminio-agua en condiciones alcalinas y la oxidacin del aluminio

con carbn activado. En teora la oxidacin electroqumica cuenta con una densidad de

energa de 43000 Wh/kg y una eficiencia elctrica del 55% cuando se aplica en celdas



de combustible. Tecnologas en la oxidacin qumica del aluminio pueden llegar a

presentar densidades energticas de 1040 Wh/kg y 25% de eficiencia elctrica. Para

contar con una referencia de comparacin en eficiencias Hans-GnterSchwarz. et al

[9]escribieron que en plantas de potencia que utilizan calor proveniente de combustibles

fsiles su eficiencia es del 53% para el caso del gas natural, 48% para el caso del

petrleo y 43% para carbnPerformance.

L. Soler, et al.[10]experimento con aluminio en tiras agregandoNaOH y KOH,

variando la concentracin molar de 1 a 5 y la temperatura de 290 K a 350 K obteniendo

que para 1 g de Al, la mejor produccin de hidrgeno con NaOH fue de 3100 cm3min-1

con base molar de 5 y temperatura de 350 K, para KOH la mejor produccin fue de

2900 cm3min-1 con base molar 5 y temperatura de 350 K.

Aplicaciones en refrigeracin

En el ciclo amoniaco-agua-hidrgeno que se muestra en la Figura 2, el amoniaco es el

refrigerante y el agua el absorbente.

Figura 2. Ciclo

amoniaco-agua-hidrgeno

Al boiler le llega una mezcla amoniaco-agua por el punto 5, esta mezcla

absorber el calor QH, algo de este calor viaja por la bomba de burbujas donde el



amoniaco es vaporizado, una mezcla dbil de amoniaco-agua regresa al absorbedor

por el punto 6 y el vapor de amoniaco casi puro entra al condensador por el punto 1. A

una temperatura de saturacin y con la presin total el vapor de amoniaco casi puro es

condensado, en esta etapa se desecha un calor QC hacia el medio ambiente. Una vez

que se encuentra lquido el amoniaco viaja hacia el evaporador por el punto 2.

Coeficiente de operacin

Considerando que el sistema opera con tres focos trmicos como se muestra en la

Figura 3, analizaremos primeramente el boiler, que aporta una cantidad de calor QH y el

medio ambiente que se encuentra a una temperatura Tm.

Figura 3 Sistema triatrmico

Este sistema funciona como una mquina trmica la cual tiene como objetivo

producir trabajo W, con una eficiencia trmica ( ) (Smith y Ness, 1987), entonces:

calordeEntrada

salidadenetoTrabajo

H

M

H

MH

H Q

Q

Q

QQ

Q

W

1 (1)

Derivado del ciclo de Carnot para un gas ideal (Smith y Ness, 1987) podemos

considerar:

H

M

H

M

T

T

Q

Q (2)

Sustituimos la ecuacin 2 en la ecuacin 1:



H

MH

H

M

T

TT

T

T 1 (3)

Ahora consideremos los siguientes focos: el evaporador donde interviene una

cantidad de calor (QL),y el medio ambiente el cual est relacionado con el calor (QM).

Estos focos establecen un funcionamiento de ciclo invertido de la mquina trmica de

Carnot, teniendo como objetivo absorber calor del foco que se encuentra a una

temperatura TL y cederlo al medio ambiente; para la realizacin de este proceso

requiere de una cantidad de trabajo (W). Usualmente la forma de medir el desempeo

de un ciclo invertido de la mquina trmica de Carnot utiliza el coeficiente de operacin

(COP) definido por:

netoTrabajo

atemperaturbajaaabsorbidoCalorCOP

1

1

L

MLM

LL

Q

QQQ

Q

W

QCOP (4)

Sustituyendo la ecuacin 2 en la ecuacin 4:

L

LM

L

M

T

TT

T

TCOP

1

1

1(5)

El sistema global, la mquina trmica y el ciclo invertido de la mquina trmica

tienen el coeficiente de operacin de ciclo reversible (COPC, REV.)

COP*.COP REV C,

L

LMH

M

T

TTT

T 1*

T.COP HREV C,

LM

L

H

MHREVC

TT

T

T

TTCOP ., (6

La ecuacin 6 nos describe el coeficiente de operacin del ciclo reversible para

un sistema de refrigeracin que opera entre tres temperaturas, combinando el ciclo



Carnot de una mquina trmica que se encuentra entre TH y TM y la mquina trmica de

ciclo invertido que opera entre TL y TM. Entonces con la ecuacin 6 podemos modelar el

comportamiento del sistema, determinando el COPC, REVanaltico.

Figura 4. Diagrama fundamental del

sistema de refrigeracin

En la Figura 4 se muestra el diagrama general del sistema de refrigeracin por

absorcin. La gran ventaja de este equipo es que podemos utilizar aluminio que

encontramos en casa y en la propia casa lo podemos emplear para refrigerar alimentos.

En lugares calurosos se podran disear sistemas de aire acondicionado y en

lugares alejados de la urbe donde no se cuenta con energa elctrica tambin se podra

utilizar este sistema en la refrigeracin de alimentos y medicamentos.

En la Figura 5 se determina el coeficiente de operacin (COP) en funcin de la

temperatura del medio ambiente y la del boiler. La temperatura en el evaporador es

constante a -15C. En la Figura 5 podemos apreciar que el coeficiente de operacin

vara de 0 a 5.9, el intervalo para la temperatura ambiente va de 5C a 45C, ya que en

nuestro pas de forma general ste es el intervalo de temperaturas ambientales donde

requerimos del sistema de refrigeracin.



Figura 5. Resultados analticos

para el COP

En la determinacin de la temperatura del boiler TH (Figura 6) se mantiene

constante la temperatura del evaporador a -15C, la temperatura ambiente se encuentra

en el intervalo de 5C a 45C y se trazan las curvas correspondientes a diferentes

valores de COP entre 0.5 y 5. No se determinan ms curvas con valores de COP

mayores a 5, debido a que la temperatura en el boiler se incrementa por arriba de los

200C. Esta temperatura tan elevada forzar a contar con un sistema energtico de

transferencia de calor muy grande, lo cual representar un problema para el diseo del

equipo.

Figura 6. Resultados

analticos para la temperatura del boiler

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Temperatura ambiente (C)

CO

P

T H (30 C)

T H (50 C)

T H (70 C)

T H (90 C)

T H (110 C)

T H (130 C)

T H (150 C)

T H (170 C)

T H (190 C)

T H (210 C)

0,0

25,0

50,0

75,0

100,0

125,0

150,0

175,0

200,0

225,0

250,0

275,0

300,0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Temperatura ambiente (C)

Te

mn

pe

ratu

ra e

n e

l b

oile

r (

C)

COP (0,5)

COP (1,0)

COP (1,5)

COP (2,0)

COP (2,5)

COP (3,0)

COP (3,5)

COP (4,0)

COP (4,5)

COP (5,0)



La siguiente etapa implic experimentos similares, utilizando gas hidrgeno

producido in situ, y regulando a un flujo de 15 ft3/h. Los resultados fueron que se logr

disminuir la temperatura en el evaporador de 29C a -11C en un tiempo de una hora

con treinta minutos, como se muestra en la Figura 7. Con el sistema a base de

hidrgeno se obtienen temperaturas menores, lo cual significa que el equipo es ms

eficiente con la utilizacin de hidrgeno como combustible.

Figura 7. Comportamiento del sistema de refrigeracin, cuando opera mediante la

flama de hidrgeno

Se realiz otro experimento donde se dio seguimiento slo a la temperatura en la

pared del evaporador, por un tiempo ms extendido, comparando el efecto de la

energizacin con flama de gas L.P. o de hidrgeno. Se logra contar con una ventaja de

treinta minutos en promedio para obtener bajas temperaturas en el evaporador, lo

anterior se aprecia en la Figura 8.

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

0 8 16

24

32

40

48

56

64

72

Tiempo (min)

Te

mp

era

tura

(C

)

Entrada al boiler

Salida del boiler

Pared del

evaporador

Salida del

evaporador

Hidrolizadores

Entrada al

intercambiador

Salida del

intercambiador



Figura 8. Sistema de refrigeracin con hidrgeno vs. gas L.P.

Conclusiones

Los resultados obtenidos al descubrir el funcionamiento del sistema de refrigeracin,

mediante la combustin de hidrgeno son de inters, por mostrar una nueva manera de

reutilizar botes de aluminio y desechos de aluminio de talleres de mquinas y

herramientas. Este desecho ha sido transformado en un producto de mayor valor:

hidrgeno. La experimentacin muestra que con las temperaturas obtenidas en el

sistema de refrigeracin, cuando emplea la fuente trmica proveniente de la combustin

de hidrgeno, se puede mantener en buen estado comida (-15C de acuerdo a Ranken

y col., 1997). El mantenimiento de medicamentos a baja temperatura sera otra

aplicacin de inters. Debido a que nuestra fuente de energa es porttil, el equipo

puede operar en lugares donde no se cuenta con energa elctrica proveniente de la

Comisin Federal de Electricidad.

Referencias

[1] Bauen A. (2006) Future energy sources and systemsActing on climate change

and energy security. Journal of Power Sources. 157: p. 893-901.

[2] Kothari R, Buddhi D, Sawhney RL. (2008) Comparison of environmental and

economic aspects of various hydrogen production methods. Renewable and

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

0 25

50

75

10

0

12

5

15

0

Time (min)

Te

mp

era

tura

(C

)

Pared del evaporator (gas L.P.)

Pared del evaporador (gas hidrgeno)



Sustainable Energy Reviews. 12: p. 553-563.

[3] Vanderryn J, Salzano FJ, Bowman MG. (1977) International cooperation on

development of hydrogen technologies. International Journal of Hydrogen Energy.

1: p. 357-363.

[4] Wang HZ, C. Leung DY, H. Leung MK, Ni M. (2009) A review on hydrogen

production using aluminum and aluminum alloys. Renewable and Sustainable

Energy Reviews. 13: p. 845-853.

[5] Franzoni F, Milani M, Montorsi L, Golovitchev V. (2010) Combined hydrogen

production and power generation from aluminum combustion with water: Analysis of

the concept. International journal of hydrogen energy. 35: p. 1548-1559.

[6] Franzoni F, Mercati S, Milani M, Montorsi L. (2011) Operating maps of a combined

hydrogen production and power generation system based on aluminum combustion

with water. International journal of hydrogen energy. 36: p. 2083-2816.

[7] Shkolnikov EI, Zhuk AZ, Vlaskin MS. (2011) Aluminum as energy carrier: Feasibility

analysis and current technologies overview. Renewable and Sustainable Energy

Reviews. 15: p. 4611-4623.

[8] Xiao-wu W, Li-rong G, Ben H. ((2008) Resources conservation-The alternative

scenarios for Chinese aluminum industry. Resources, Conservation and Recycling.

52: p. 12161220.

[9] Gunter Schwarz H, Briem S, Zapp. (2001) Future carbon dioxide emissions in the

global material flow of primary aluminium. Energy. 26: p. 775-795.

[10] Soler L, Macans J, Muoz M, Casado J. (2007) Aluminum and aluminum alloys as

sources of hydrogen for fuel cell applications. Journal of Power Sources. 169: p.

144-149.



Deshidratado de chile mediante la implementacin de colectores de

canal parablico

Yazmani Garca Ortiz1 Set Vejar Ruiz 2 Julin Ivn Cuevas Daz3

Universidad Politcnica de Zacatecas Plan de Pardillo S/N, Parque Industrial,

Fresnillo, Zacatecas, 99059. Mxico

1 [email protected] 2 [email protected] 3 [email protected]

Resumen

Los altos costos en el proceso de secado de chile hace necesario el uso de energas

renovables. Es bien sabido que Mxico es uno de los principales productores de chile

en el mundo pues destina grandes extensiones de su campo al cultivo del mismo; sin

embargo, tambin se sabe que los combustibles fsiles tradicionales son escasos y

caros. Adems del impacto ambiental que provocan debido a sus altas emisiones de

CO2.

Al implementar el sistema fototrmico con COLECTORES DE CANAL

PARABLICO en el proceso de deshidratado de chile, no slo se lograr reducir el

costo del secado sino que, adems, se estar aplicando un sistema hbrido de bajo

costo en este sector agroindustrial que contribuir sobremanera en la disminucin de

gases de efecto invernadero.

Por tal motivo, se considera que este proyecto puede ser de alto impacto

econmico, social y ambiental contribuyendo as a la economa de los agricultores.

Palabras clave

Colectores de canal parablico, deshidratado de chile, energas renovables.



1. Introduccin

En Mxico, el promedio de irradiacin solar flucta entre 5 y 6 KWh/m2 (figura 1) por da,

que es hasta 70% ms alto que el recurso solar con el que cuentan los pases europeos

lderes en el desarrollo de tecnologas fotovoltaicas y fototrmicas [1].

Fig. 1. Mapa de irradiacin solar global diaria

La parte superior de la atmsfera recibe una cantidad de energa solar

equivalente a 1,367 W/m2, parmetro que se conoce constante solar. Sin embargo,

debido a que en un momento dado slo la mitad de la esfera terrestre se encuentra

expuesta a la radiacin solar, se valor suele dividirse a su cuarta parte, para obtener

as una iradiacin incidente promedio de 342 W/m2 [2].

Histricamente, la produccin de chile seco en Mxico ha tenido gran

importancia. El estado de Zacatecas ocupa el primer lugar en la produccin de chile



seco con un volumen de 49,265 toneladas anuales. Una caracterstica de la produccin

de chile seco es que hasta el 40% del costo se debe al manejo post-cosecha como lo

es el secado para considerarlo como producto terminado [3].

Actualmente, los procesos de secado de chile se llevan a cabo colocando el chile

sobre rejillas, las cuales son puestas dentro de grandes tneles de secado. Estos

tneles son calentados con gas natural, gas LP, combustleo, entre otros; lo que

ocasiona que los costos sean elevados y, en ocasiones, inviables [4]; pero sobre todo el

aspecto ambiental es muy importante, ya que 1 kg de gas LP produce 2.75 kg de CO2.

Del ao 2004 al ao 2005, se registr un promedio de 441,145 miles de

toneladas de dixido de carbono, CO2, que provienen de la quema de combustibles

fsiles y de la fabricacin del cemento. Incluyen el CO2 producido durante el consumo

de combustibles slidos, lquidos, gaseosos y de la quema de gas. Detectando un

crecimiento de estas emisiones, como se muestra en la Figura 2. [5]

Figura 2. Emisin de CO2 en Mxico.



Por ello, es que se busca disminuir los costos del secado de chile mediante el

aprovechamiento de energas renovables, especficamente energa solar, en base a

Colectores de Canal Parablico (CCP) que sustituirn los combustibles utilizados

tradicionalmente en el secado de chile adems de proponer un proceso de produccin

que permitir reducir gastos de manufactura de CCP y aplicarlos en el sector

agroindustrial, manteniendo la infraestructura original de las secadoras y sustituyendo

solamente el uso de combustible fsil por energa renovable.

2. Desarrollo

El proyecto pretende disear y desarrollar el primer prototipo de CCP para resolver una

problemtica especfica (deshidratado de chile), el cual, a su vez, dar pauta para

proponer un proceso de manufactura de los mismos con nuevos materiales para

abaratar los costos acorde a las necesidades de secado (2000C) y no a las exigencias

y estndares de calidad para aplicaciones de generacin elctrica (5000C).

El procedimiento actual de deshidratado en una secadora convencional consta

bsicamente de un tnel de secado, una caldera, un radiador y un extractor, como se

muestra en la figura 3.

Figura 3. Proceso convencional de deshidratado de chile.



Al Integrar fuentes renovables en el proceso de deshidratado de chile, se logra

disminuir los costos de energa debidos a la escases y baja disponibilidad de

combustibles, as como reducir la emisin de Gases de Efecto Invernadero (GEI) y la

dependencia de combustibles fsiles en la industria de secado de chile.

El combustible ms utilizado en el sistema de secado de chile es el gas natural,

el cual emiten una alta cantidad de CO2 al ser quemado. Calculando que, por cada

tonelada de chile secado, se emiten alrededor de 309 Kg de CO2, tomando en cuenta

que un 60% del total de producto en verde tiene un tratado post-cosecha,

Para disminuir esta emisin, se llevar a cabo la siguiente metodologa:

1. Caracterizacin del producto y del proceso.

2. Determinar de manera experimental la cantidad de calor necesaria, en unidades

de kWh, para secar 1 kg de chile.

3. Disear y desarrollar un prototipo de CCP de bajo costo, y proponer el proceso de

manufactura.

4. Sustituir el proceso con combustibles fsiles con el de CCP.

5. Finalmente, se deben integrar los CCP lineales a un sistema de secado

tradicional, el cual se validar mediante un diseo de experimentos que nos

permitirn realizar pruebas y validar clculos para obtener e interpretar

resultados.

Cabe resaltar, que se debe calcular la cantidad de rea, o CCP lineales, necesaria

para determinada capacidad de secado de chile diaria; esto mediante pruebas piloto en

calentamiento de termofluidos y reas de lavado de chile.

3. Resultados

Mediante el aprovechamiento de la energa solar por medio de CCP de bajo costo en el

sector agroindustrial, se obtienen temperaturas por encima de 2000C suficientes para



lograr el secado de chile en el mismo lapso de tiempo que con mtodos

convencionales; adems, se abaratarn los costos del secado de chile.

Lo anterior, causado al desarrollar un prototipo capaz de realizar el proceso de

secado de chile en base a los estndares convencionales, similar al mostrado en la

Figura 4. Ayudando as, a disminuir el consumo de Gas Natural, Gas LP y combustleo,

reduciendo la emisin de CO2 en el proceso de secado de chile.

Figura 4. Prototipo de CCP

Los gastos de produccin se reduciran en proporcin al rea de captacin solar

y a los costos de manufactura de los CCP, estimando que, con los materiales el

rediseo del proceso, Figura 5, y el recurso solar de la ubicacin. La inversin total se

recuperar en un periodo de 1.5 a 2 aos [6].



Figura 5. Rediseo del proceso de secado.

La siguiente tabla, nos muestra los impactos ambientales y econmicos:

Tabla 1. Produccin de chile segn la Secretara de Informacin Agraria y Pesquera

(SIAP) [7].

De la Tabla 1, se puede demostrar que con este proyecto se podr reducir la

produccin de CO2 en un 60%, es decir, de las 735563,539 Ton de CO2 producidas,

slo se producirn 294225,415; aclarando que, mediante una fuente de almacenaje

que no est contemplado an en el proyecto, se podr llegar a reducir en un 100% la

generacin de CO2.



4. Conclusiones

Ante la inminente carencia de combustibles fsiles requeridos para el secado de chile

en secadoras convencionales, es necesario buscar nuevas alternativas para sustituir a

los mismos.

Es por este motivo que este trabajo est enfocado a resolver dicha problemtica

con lo que se podr reducir hasta un 60% el consumo de los mismos y ayudar a la

disminucin de emisin de GEI.

As mismo, colaborar en el sector agroindustrial reduciendo los costos post-

cosecha del chile, e incrementando sus ganancias.

Referencias

[1] Gore, Albert Arnold Jr. (2011). An Inconvenient Truth. Presentado en el Congreso

Internacional de Sustentabilidad y Energa Renovable 2011, Instituto Tecnolgico y

de Estudios Superiores de Monterrey, Marzo, Mxico.

[2] Snchez Maza, Miguel ngel. (2010). Energa Solar Fotovoltaica. Limusa, S.A. D.F.,

Mxico.

[3] Escobedo Torres, Vctor Manuel. (2004). Construccin y Operacin de

Deshidratadora de Chile. Secretara de Agricultura, Ganadera, Desarrollo Rural,

Pesca y Alimentacin. Fideicomiso de Riesgo Compartido. Fresnillo, Zacatecas,

Mxico.

[4] Precios de gas natural al pblico. (2011). PEMEX (Petrleos Mexicanos),

Subdireccin de Gas Natural. Extrado el 21 de julio de 2011 desde

http://www.gas.pemex.com/PGPB/Productos+y+servicios/Gas+natural/Precios

[5] Emisiones de CO2 (kt). (2012). El Banco Mundial, Indicadores del desarrollo mundial.

Extrado el 1 de marzo de 2012 desde

http://datos.bancomundial.org/indicador/EN.ATM.CO2E.KT/countries

[6] Romero Tous, Marcelo. (2009). Energa Solar Trmica. Ediciones Ceac. Barcelona,

Espaa.



[7] Produccin agrcola de chile. (2010). Secretara de Agricultura, Ganadera,

Desarrollo Rural, Pesca y Alimentacin. Servicio de Informacin Agraria Y Pesquera.

Extrado el 1 de marzo de 2012 desde

http://www.siap.gob.mx/index.php?option=com_wrapper&view=wrapper&Itemid=351



Produccin de Biodiesel con aceite de semillas de higuerilla (Ricinus

comunis) como complemento

Anabell Espinoza Verdugo1

1Universidad Tecnolgica de Etchojoa, carretera al Sahuaral, Etchojoa Sonora

[email protected], [email protected]

Resumen

La situacin actual debida al agotamiento de los combustibles fsiles, incremento del

precio del petrleo y dificultades ambientales, demanda urgentemente fuentes alternas

de energa siendo una opcin promisoria el biodiesel; biocombustible producido

primordialmente a partir de aceites provenientes de plantas oleaginosas, cuya

disponibilidad desafortunadamente, es incapaz de sustituir el mercado de petrodiesel en

Mxico y el mundo (Garibay, 2009)

La produccin de energa por medio de fuentes renovables, adems de fortalecer

la infraestructura para la produccin y los servicios, puede ser una herramienta

importante para la generacin de empleo, la disminucin de la pobreza y sin competir

con la seguridad alimentaria (MAG-MINAE, 2008

La produccin de biodiesel a escala comercial puede ser factible en Mxico en el

mediano plazo de realizar acciones integrales que deben incluir aspectos tcnicos,

econmicos y medioambientales, de concertacin con el sector agrario y agroindustrial

as como un esfuerzo importante en investigacin y desarrollo tecnolgico (SENER,

2006)

Palabras claves

Higuerilla, Ricinus comunis. Biodiesel, Sonora.



1. Introduccin

En este siglo la humanidad afronta una grave problemtica debido al aumento de la

demanda energtica mundial, agotamiento de los combustibles fsiles, incremento del

precio del petrleo y las dificultades ambientales causadas por los gases de

invernadero tales como la contaminacin local del aire y el calentamiento global. Esta

situacin demanda urgentemente fuentes alternativas de energa basadas en procesos

sustentables, renovables y amigables con el ambiente, que adems posibiliten la

captura de CO2. Una alternativa energtica promisoria que ha resultado muy atractiva

aos recientes es el biodiesel

El biodiesel puede producirse a partir de una gran variedad de cultivos

oleaginosos, de grasas animales y de aceites y grasas recicladas. Se analiz la

produccin de biodiesel en plantas con dedicacin exclusiva a este combustible o como

anexos a plantas existentes para la extraccin de aceites comestibles (SENER, 2006).

En lo referente a motores diesel, el biodiesel, dadas las ventajas tcnicas,

estratgicas y ambientales que ofrece, constituye la mejor alternativa para sustituir

parcial o totalmente al combustible diesel derivado del petrleo. El biodiesel se obtiene

mediante la reaccin de un aceite vegetal o grasa animal con un alcohol de bajo peso

molecular en presencia de un catalizador (Benavides, 2007).

El aceite de higuerilla llamado tambin aceite de ricino o de castor se extrae de

las semillas de la higuerilla (Ricinus Communis). Su principal componente es el cido

ricinoleico, el cual se encuentra formando el triglicrido simple denominado

trirricinoleina, cuya concentracin en porcentaje por peso es cercana al 90%.

Adicionalmente, en el aceite de higuerilla se pueden encontrar pequeas cantidades de

tripalmitina, triestearina y otros triglicridos mixtos. Dada su naturaleza qumica, el

aceite de higuerilla es un lquido altamente viscoso, miscible en alcohol y cido actico

y de bajo punto de solidificacin (Goering, 1982).



2. Desarrollo

Este estudio se realiz de manera terica, llevndose a cabo una revisin bibliogrfica

exhaustiva del origen, caractersticas de la produccin de biodiesel y la sistemtica de

la planta de higuerilla, historia, usos en otras partes del mundo, as tambin como de la

normatividad que existe en Mxico para su aprovechamiento.

El estudio consisti tambin en evaluar las caractersticas, tcnicas de extraccin

y aprovechamiento del aceite obtenido de las semillas, as como el cultivo mismo de la

planta de Ricinus communis, observndose que cultivo es atractivo para pases con

problemas de aridez pues sus requerimientos son mnimos despus de la germinacin.

Uno de los impedimentos para este cultivo es el contenido de sustancias txicas que

contiene, pero se analiz que para usarlo como complemento en la produccin de

biodiesel, la toxicidad no es un factor limitante.

3. Resultados

Se denomina Biodiesel (metil-ester de cidos grasos), al producto resultante de la

reaccin qumica entre los cidos grasos, principalmente de los aceites vegetales con

alcoholes como el metanol o el etanol. El proceso se llama qumicamente:

transesterificacin y las reacciones son las siguientes:

CH2-OOC- R1 R1-COO-R CH2-OH

| Catalizador |

CH-OOC-R2 + 3 ROH R2-COO-R + CH-OH

| |

CH2-OOC-R3 R3-COO-R CH2-OH

Triacilglicrido Alcohol Alquil steres Glicerol

(Biodiesel)



Se han desarrollado muchos procesos para la produccin de biodiesel, pero el proceso

de transesterificacin ha sido el ms importante de todos. Este proceso se realiza bajo

la catlisis alcalina con un alcohol de cadena corta dada la alta productividad en la

produccin de metil ster en un corto periodo de tiempo. Jeong et.al. (2004)

experimentaron con diferentes reacciones a distintas concentraciones de alcohol y

aceite, as como diferentes concentraciones de catalizador, donde observaron varianza

en el tiempo de reaccin y temperatura (SENER, 2010)

Figura 1. Proceso de Transesterificacin para la produccin de biodiesel

El proceso de extraccin de aceite de ricino es semejante a los que se aplican en la

extraccin de aceites comestibles, que se puede llevar a cabo por medio de solventes

siendo la principal ventaja una recuperacin del 98% del total contenido. Los pasos

para la extraccin son los siguientes:



Preparacin de semillas para la extraccin, incluye pre-prensado de semillas de

alto contenido de aceite.

Extraccin de aceite a partir del material elaborado con la ayuda de solventes de

grado alimentario.

Eliminacin del disolvente- tostado del desaceitado de la semilla de aceite /

comida, a menudo combinado con el secador y enfriador de dicha comida.

Destilacin, para eliminar el solvente del aceite extrado.

La recuperacin de solvente, que se reutiliza una y otra vez en el nivel de

aspiracin

La higuerilla (Ricinus communis) crece bien en suelos levemente alcalinos o cidos.

El factor ms importante del nivel de la fertilidad es la fuente de nitrgeno en el suelo.

Bajas concentraciones de nitrgeno redunda en baja productividad de la semilla de

ricino. El nitrgeno excesivo produce crecimiento vegetativo pesado con poco o nada de

aumento en la produccin de semilla. La cantidad de nitrgeno requerida por las

semillas de ricino depende del contenido de la materia orgnica de suelo, En general,

el cultivo de higuerilla requiere la misma cantidad de nutrientes que otros cultivos en

campo. Los rendimientos promedio oscilan entre el 45 y 50%. Los rendimientos por

hectrea pueden ser observados en la figura 2:



Figura 2. Rendimiento promedio de higuerilla base Kg/ha en el 2007 (Fuente: SAGARPA,

Mexico)

Las semillas de ricino no responden generalmente al fsforo, y un exceso de los

niveles del fsforo del suelo puede disminuir realmente la productividad. (Oplinger,

1990)

El Biodiesel sustituye como combustible limpio y renovable a los derivados del

petrleo, concretamente al Diesel y lo hace con ventaja ecolgica ya que reduce las

emisiones de gases que provocan el efecto de invernadero. As, por ejemplo, el uso de

una tonelada de Biodiesel, evita la produccin de 2.5 toneladas de dixido de carbono

(CO2) y sobre todo elimina, si se usa el Biodiesel solo en los motores, las emisiones de

azufre (SO2) del Diesel, evitando las lluvias cidas; adems, lo que es fundamental: es

un combustible renovable y no finito como los hidrocarburos (Garibay, 2009 )

La Unin Europea, con una produccin de 8,812 millones de litros (ML) en el 2008, es

el lder mundial en la industria del biodiesel y se estima que lo seguir siendo durante la

dcada prxima. Alemania encabeza la lista de pases productores (3,203 ML), seguido

por EUA (3,182 ML), Francia (2,063 ML) e Italia (676 ML); pases en desarrollo tales

como Malasia, China, Brasil, Colombia, Argentina e Indonesia, son prometedores en la

industria del biodiesel. Se estima un mercado de biodiesel de 168,206ML para el 2016

(European Biodiesel Board, 2008; Li et al., 2008; US National Biodiesel Board, 2008).

La introduccin exitosa y comercializacin del biodiesel en varios pases ha dado lugar

al establecimiento de normas que regulan sus propiedades y aseguran su calidad. Los

estndares usualmente utilizados como referencia son la norma ASTM D6751 en EUA y

las normas europeas EN 14213 (biodiesel para calefaccin) y EN 14214 (biodiesel para

uso vehicular) (Garibay, 2009)

El cumplimiento de tales disposiciones precisa de biodiesel enriquecido en cidos

grasos de cadena larga con elevado grado de saturacin (preferentemente los cidos



palmitoleico (16:1), oleico (18:1) y mirstico (14:0)) que permitan disminuir las emisiones

txicas y mejorar las propiedades del biocombustible (nmero de cetanos, poder

calorfico y estabilidad oxidativa) sin comprometer sus caractersticas de flujo,

viscosidad y lubricidad (Knothe, 2005; Chisti, 2007; Schenk et al., 2008).

La produccin mundial de Biodiesel en el lapso de 1993-2003 creci a una

impresionante tasa del 28.5% anual, de 38 a 467 millones de galones, mientras la

produccin de Bioetanol creci a una tasa del 6.7% anual en el mismo periodo de

tiempo, alcanzando en el ao de 2003, los 5 mil 770 millones de galones. ( World Watch

Energy Agency 2004).

La secretaria de energa (SENER) en Mxico realiz un estudio denominado

Potenciales y Viabilidad del Uso de Bioetanol y Biodiesel para el Transporte en Mxico

en Noviembre de 2006 tomando como base la informacin del pronstico de

produccin para el perodo bajo estudio y asumiendo los porcentajes de biodiesel

propuestos en cada escenario, la demanda esperada de este producto se ilustra en la

figura 3

Figura 3. Pronostico para la demanda de biodiesel en Mxico del 2006 al 2012



Escenario No. 1: Se plantea el uso de una mezcla de 5 por ciento de biodiesel y el 95

por ciento restante de PEMEX Diesel.

Escenario No. 2: En este se us de una mezcla de 10 por ciento de biodiesel y el 90

por ciento restante de PEMEX Diesel.

Escenario No. 3: Se evalu el uso de una mezcla de 20 por ciento de biodiesel y el

80 por ciento restante de PEMEX Diesel

Las recomendaciones resultantes en esta reunin son:

i) Evaluar en cada refinera la base susceptible a mezclar para cada volumen de

biodiesel a mezclar con el PEMEX Diesel, garantizando las especificaciones contenidas

en la NOM086.

ii) Llevar a cabo una medicin comparativa de emisiones de las mezclas de biodiesel

con PEMEX Diesel contra ste en una muestra representativa de automotores del pas,

analizando las emisiones reguladas (HC, NOx y Partculas), as como la distribucin del

tamao de las partculas para determinar si no se incrementan la fraccin fina (PM10 y

PM2.5).

iii) Consultar a los fabricantes de vehculos (ANPACT), si las o las mezclas susceptibles

de usar no afectaran a los vehculos en circulacin en el pas. Solicitarles que

especificacin sera la que se debera cumplir al emplear la o las mezclas.

iv) Evaluar los impactos a los sistemas de manejo, transporte y comercializacin de las

gasolinas para establecer que no se vern afectados los polmeros usados en su

operacin por la presencia del biodiesel

Mxico no figura en los pases prometedores aunque en el estudio que se llev a

cabo en Diciembre de 2009, se expidi la ley de promocin y desarrollo de los

bioenergticos, donde especifica las condiciones para la produccin y almacenamiento

de etanol anhidro en el Marco Jurdico de los Bioenergticos. Para la creacin de este

documento participaron la Subsecretara de Planeacin Energtica y Desarrollo

Tecnolgico y la Direccin General Adjunta de Bioenergticos (SENER, 2010)



4. Conclusiones y recomendaciones

Apoyar cultivos oleaginosos a pequea escala, los cuales aumentan el valor aadido de

la agricultura rural y contribuyen a la biodiversidad, debera iniciarse un plan de

promocin especfico (como ejemplo, el programa brasileo de biodiesel).

Para algunos cultivos oleaginosos como la higuerilla es necesario un mejor

conocimiento del cultivo. Asimismo necesitan ms tiempo para su establecimiento. Los

conocimientos resultantes de estas actividades de investigacin tendrn que ser

transferidos a la poblacin rural a travs de programas educacionales.

La formacin de cooperativas especializadas, que permitiran crear sinergias a

travs de una utilizacin conjunta de la maquinaria; debera fomentarse el acceso a

financiamiento y a asistencia tcnica.

Agencias de financiamiento, como FIRA, podran crear programas especiales para

el biodiesel o su produccin a tasas de inters preferenciales.

Debera fomentarse la integracin de la produccin de semillas oleaginosas y

prensado de semillas/refinado de aceites/produccin de biodiesel (siendo

econmicamente viable) para crear una retencin ms fuerte de valor aadido en las

reas rurales.



Referencias

[1] Chisti Y (2008) Biodiesel from microalgae, beats bioethanol. Trends Biotechnol.

26:126-131.

[2] Demirba Ayhan, 2003, Biodiesel fuels from vegetable oils via catalytic and non-

catalytic supercritical alcohol transesterifications and other methods: a survey.

Energy Conversion and Management Volume 44, Issue 13 P. 2093-2109, Turkey

[3] Duke, James A. 1983, Ricinus communis, Handbook of Energy Crops

[4] Fangrui, Ma. Milford A. Hanna, 1999, Biodiesel Production: a Review, Bioresource

Technology, Vol. 70, Issue 1, pp. 1-15

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Kim SW, Lee UT. 2004,Production of biodiesel fuel by transesterification of rapeseed

oil. Appl Biochem Biotechnol.113-116:747-58

[6] Knothe G (2005) Dependence of biodiesel fuel properties on the structure of fatty

acid alkyl esters. Fuel Process Technol. 86: 1059-1070.

[7] Mazza, Patrick, 2002. Climate Change Solutions as Economic Development:

Transforming Barriers Into Drivers. Bulletin of Science, Technology & Society, Vol.

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[8] Oplinger E.S, E.A. Oelke, A.R. Kaminski, S.M. Combs, J.D. Doll, and R.T. Schuler,

1990, Castorbeans, Alternative Crops Manual, St, Paul, Minessota, pp. 1-6

[9] Rojas-Barros, Pilar, 2004, Antonio de Haro, Juan Muoz, Jos Mara Fernndez-

Martnez, Isolation of a Natural Mutant in Castor with High Oleic/Low Ricinoleic Acid

Content in the Oil, Crop Science, 44:76-80

[10] Selke, Susan E. Ph. D. 2002, Cooking oil to fuel, Reuse and Recycle, Vol. 32, No.

11, p. 81-88

[11] SENER, 2006, Potenciales y viabilidad del uso de bioethanol y biodiesel para

Transporte en Mxico, pp. 45-51

[12] SENER, 2010. Recomendations for a mexican biodieselstandard and the

infrastructure reuired for its handling. SENER-GTZ. Mxico, D.F. September 2010.

Pp 3-5



[13] SEMARNAT, Ricinus Comunis, Especies con Usos No Maderables en Bosques de

Encino, Pino y Pino-Encino en los Estados de Chihuahua, Sonora, Durango,

Jalisco, Michoacn, Guerrero y Oaxaca

[14] Schenk PM, Thomas-Hall SR, Stephens E, Marx UC, Mussgnug JH, Posten C,

Kruse O & Hankamer B (2008) Second generation biofuels: high-efficiency

microalgae for biodiesel production. Bioenerg. Res. 1: 20-43.



La Biomasa Otra forma sustentable de energa en Mxico

M.C.Ing. Pedro H. Iglesias lvarez1 M.C. Bernardo Villalobos Blas2

M.I. Jos Francisco Ramrez Blanco3

M.C.Ing. Pedro H. Iglesias lvarez

1Universidad Tecnolgica del Sureste de Veracruz, Av. universidad tecnolgica lote grande #1 s/c, Nanchital de lzaro crdenas del rio ver, c.p.96360, Mxico

Profesor Investigador Asociado C [email protected]

M.C. Bernardo Villalobos Blas



Ing. Jos Francisco Ramrez Blanco



Resumen

Est dirigida a un amplio crculo de estudiantes, profesores, ingenieros y cientficos

que comparten inters principal en las ramas de la mecnica, qumica y electricidad al

servicio de la humanidad en el siglo XXI para lograr el desarrollo de innovaciones

tecnolgicas que hagan viable la reduccin del calentamiento global y la disminucin

de la contaminacin del medio ambiente.

Pretendemos mostrar el diseo y construccin de un laboratorio de investigacin para

la produccin de biogs y su uso como fuente de energa renovable para la produccin

de electricidad y/o alumbrado, as como nuevos diseos de estufas domesticas,

producto del proceso de biodigestin en un ciclo cerrado de produccin continua.

Cuando los desechos orgnicos inician el proceso qumico de fermentacin

(pudrimiento), liberan una gran cantidad de gases llamados biogs. Con tecnologas



apropiadas se puede transformar en otros tipos de energa, como calor, electricidad o

energa mecnica. El biogas tambin se puede producir en plantas especiales: los

residuos orgnicos se mezclan con agua y se depositan en grandes recipientes

cerrados llamados digestores, en los que se produce la fermentacin por medio de

bacterias anaerobias o la fermentacin natural.

Palabras clave

Biodigestor, Biofertilizante, Biogs, Electricidad, Energa Renovable.

1. Introduccin

La biomasa es la fuente de energa ms antigua utilizada por el hombre, es un

conjunto de materiales de naturaleza biolgica susceptible de ser aprovechado para la

produccin de energa trmica y elctrica, su produccin es mucho ms rpida y barata

que la formacin de combustible fsiles.

En Amrica Latina, pese a que es una regin con abundantes recursos energticos

fsiles, el consumo de biomasa como combustible es muy alto, principalmente en las

regiones rurales. En Amrica Central se encuentran los pases con mayor dependencia

de la madera como combustible.

El alto consumo de energa procedente de los combustibles fsiles, su costo,

agotamiento y contaminacin del medio ambiente, han hecho que se retome el tema de

la biomasa, como fuentes de energa renovable, como sustituto de algunos

hidrocarburos.

En Mxico, cerca del 80% de la energa generada a partir de biomasa proviene de

lea, la cual es el principal combustible domstico en las reas rurales y segundo

despus del gas en las reas urbanas. La produccin de lea es principalmente de

autoconsumo ya que entre el 80 y el 96% de los consumidores recolectan su propia

lea.



En los prximos aos la demanda continuar siendo alta. El consumo anual de lea

se estima en 22 millones de m. En los estados de la regin sur, Oaxaca, Guerrero y

Chiapas el consumo es de los ms altos del pas, el cual es aproximadamente de 91

kg/mes/hab. (Semip energa rural en Mxico). [CNP05]

Adems de ser la fuente de energa ms barata y al alcance de la poblacin ms

pobre y marginada de las reas rurales, la biomasa tiene gran importancia en el balance

nacional de energa, Mxico inici sus actividades de investigacin y desarrollo en la

dcada de los aos 70, enfocando sus esfuerzos en el aprovechamiento de energa

solar, energa elica, pequeos aprovechamientos hidrulicos y biomasa.

En este contexto el uso de tcnicas y tecnologas de avanzadas, tales como la

produccin de biogs y equipos de transformacin modernos y teniendo en cuenta las

dificultades manifiestas en la regin en que est situada la universidad tecnolgica del

sureste de Veracruz, el Cuerpo Acadmico decidi crear la lnea de investigacin (liiadt)

y desarrollo, relacionada con el diseo y fabricacin de un laboratorio de investigacin

para la produccin de energa elctrica mediante el uso de la biomasa, todo lo cual

redundara en beneficio socio-econmico de la poblacin de algunos lugares como Paso

Nuevo en la Cd. de Nanchital de Lzaro Crdenas del Ro, Veracruz.

Electrificacin Rural.

Uno de los grandes problemas que presenta Mxico es la dispersin de la poblacin

rural en su territorio, sin embargo, con el objetivo de atender las necesidades de

energa elctrica y/o de alumbrado y de gas para estufas de las comunidades ms

alejadas, la UTSV, al igual que el resto de las instituciones debemos integrarnos al

proyecto llamado: "Sistemas energticos integrados". [CFE92]

Este proyecto plantea la integracin de las cuatro fuentes de energa renovables,

integrando y complementando cada unidad para su operacin de acuerdo a los

recursos y equipo disponibles. [IIE77]



EL USO DE LA BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGA ELCTRICA

En Mxico se han desarrollado diversas tecnologas para el aprovechamiento de la

biomasa como fuente de energa, as como el IIE ha desarrollado digestores como se

indica a continuacin (fig.-1).

Tipo de

digestor

Capacidad

(m)

Nivel

laboratorio

0,2

Escala

familiar

10,0

Escala

comunal

40,0

[IIE81 81]

(fig .-1)

Existen en el pas diversos centros de investigacin que en la actualidad estn

llevando a cabo proyectos sobre fuentes renovables de energa entre los que se

considera la biomasa.

En el ao 2050 la biomasa podra proporcionar el 17% de la energa elctrica y el 38%

de combustibles de uso directo, no obstante, al inicio del prximo siglo habr un dficit

estimado de 960 millones de m de lea.



2. Desarrollo

El gas metano fue descubierto en 1776 procedente de los pantanos y en 1869 fue

utilizado por primera vez como biogs en la India, en aquel entonces se supo que en

Asia haba ms de 135 mil pequeos biodigestores.

Despus de esta poca el gas- combustible, es utilizado en granjas, industria

agropecuaria y en muchas casas de familia.

Cabe preguntarse Qu es el Biogs? no es ms que un gas producido con la

ausencia del oxigeno molecular (digestin anaerbica de materia orgnica); como

derivado de este proceso se obtiene adems un subproducto llamado Biofertilizante, sin

que medien sustancias qumica, por tanto es uno de los procesos biolgicos ms puros

que el hombre haya conocido jams, en un sistema ecolgico.

El desarrollo sostenible del planeta es sin lugar a dudas un objetivo esencial para toda

la Sociedad Mexicana y al mismo tiempo uno de los grandes retos a los que debiera

enfrentar la humanidad en el nuevo siglo.

Por tal motivo este trabajo consiste en dar a conocer el diseo y construccin de un

Laboratorio de Investigacin en la Universidad Tecnolgica del Sureste de Veracruz

cuyo objetivo fundamental es:

1. Producir gas combustible para la generacin de electricidad.

2. Desarrollar prototipos didcticos y comerciales.

3. Realizar estudios de balance de masa y energa.

4. Uso de los desechos como biofertilizante.

5.-Lograr proyectos de titulacin como resultado de las investigaciones de los

Alumnos.

Bsicamente el funcionamiento de nuestro biodigestor es el de retener y procesar la

materia orgnica para la produccin de biogs en el recipiente principal (biodigestor)

como ilustra la fig.- 1,para lo cual dentro del proceso natural del biogs se requiere

agua con cierto grado de temperatura y en este sentido es donde el proyecto se

encuentra en coordinacin con un sistema de calentador solar el cual nos proveer

del agua a temperatura necesaria para la produccin del biogs as mismo, se planea

implementar un sistema de recoleccin de biofertilizante dentro del ciclo productivo de



nuestro biodigestor producto resultante del proceso de generacin de biogs el cual

e

memoriaciermi2012

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