Factibilidad de un distrito térmico de enfriamiento urbano, accionado por gas de gasificación de biomasa en la ciudad de Montería

La biomasa ha surgido como una alternativa promisoria a los combustibles fósiles convencionales, que ha sido utilizada ampliamente en investigaciones enfocadas a las energías alternativas y en el campo industrial, la cual genera un menor impacto negativo en el ambiente al ser quemada en procesos ter...

Full description

Autores:
Martinez Aguilar, Hector Armando
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad de Córdoba
Repositorio:
Repositorio Institucional Unicórdoba
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unicordoba.edu.co:ucordoba/8593
Acceso en línea:
https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/8593
https://repositorio.unicordoba.edu.co
Palabra clave:
Distritos térmicos
Gasificación de biomasa
Residuos sólidos urbanos
Biomasa, Carga Térmica
Thermal Districts
Biomass Gasification
Municipal Solid Waste (MSW)
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Thermal load
Rights
openAccess
License
Copyright Universidad de Córdoba, 2024
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description La biomasa ha surgido como una alternativa promisoria a los combustibles fósiles convencionales, que ha sido utilizada ampliamente en investigaciones enfocadas a las energías alternativas y en el campo industrial, la cual genera un menor impacto negativo en el ambiente al ser quemada en procesos termoquímicos de manera controlada (Moustakas et al., 2020). La utilización de biomasa tiene ventajas frente a otras fuentes de energía renovable, la cual puede ser almacenada fácilmente y no depende de las condiciones climáticas o ubicación geográfica. El biocarbón que puede ser obtenido a partir de biomasa ha mostrado altos niveles energéticos cuando se le compara con los combustibles derivados del petróleo (Khiari et al., 2019). En este contexto, la biomasa representa una alternativa viable en los procesos de cogeneración de energía eléctrica y calor, la cual exhibe propiedades adecuadas para ser usada como reemplazo de los combustibles convencionales de manera renovable y sostenible (Molino et al., 2016). Grandes cantidades de biomasa son obtenidas como subproductos o desechos de diferentes actividades económicas, principalmente en el campo agroindustrial. También, se obtiene biomasa de los residuos sólidos urbanos (RSU) que son generados diariamente en las ciudades. Debido a la alta disponibilidad de los RSU, su poder calorífico, y los problemas de disposición final que representan, se ha generado interés en usarlos como biomasa para obtener energía eléctrica e implementar sistemas de climatización (Acosta Rubio & Castro Camacho, 2021).
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La utilización de biomasa tiene ventajas frente a otras fuentes de energía renovable, la cual puede ser almacenada fácilmente y no depende de las condiciones climáticas o ubicación geográfica. El biocarbón que puede ser obtenido a partir de biomasa ha mostrado altos niveles energéticos cuando se le compara con los combustibles derivados del petróleo (Khiari et al., 2019). En este contexto, la biomasa representa una alternativa viable en los procesos de cogeneración de energía eléctrica y calor, la cual exhibe propiedades adecuadas para ser usada como reemplazo de los combustibles convencionales de manera renovable y sostenible (Molino et al., 2016). Grandes cantidades de biomasa son obtenidas como subproductos o desechos de diferentes actividades económicas, principalmente en el campo agroindustrial. También, se obtiene biomasa de los residuos sólidos urbanos (RSU) que son generados diariamente en las ciudades. Debido a la alta disponibilidad de los RSU, su poder calorífico, y los problemas de disposición final que representan, se ha generado interés en usarlos como biomasa para obtener energía eléctrica e implementar sistemas de climatización (Acosta Rubio & Castro Camacho, 2021).Dedicatoria ivAGRADECIMIENTOS vTabla de contenido viLista de tablas ixLista de figuras x1. Capítulo I. Descripción del trabajo de investigación 11.1. Introducción 11.2. Antecedentes 21.3. Planteamiento del problema 91.4. Objetivos 111.4.1. Objetivo General 111.4.2. Objetivos Específicos 111.5. Estructura de la Tesis 121.6. Trabajos derivados 142. Capítulo II. Antecedentes y estado del arte 152.1. Revisión de literatura 152.1.1. Biomasa 152.1.2. Residuos sólidos urbanos 162.1.3. Gasificación 162.1.4. Chillers 182.2. Antecedentes de RSU 192.3. Distritos térmicos 222.4. Antecedentes de estimación de carga térmica 262.5. Normatividad relacionada 292.6. Antecedentes de modelación numérica 313. Capítulo III. Cálculo de carga térmica y gasificación. 353.1. Materiales y Métodos 353.1.1. Materia prima 353.1.2. Carga térmica 353.1.2.1. Método CLTD. 383.1.2.1.1. Cálculo de las cargas sensibles 393.1.2.1.1.1. Cálculo de las cargas térmicas a través de paredes y techos 393.1.2.1.1.2. Cálculo de las cargas térmicas a través de ventanas 393.1.2.1.1.3. Cálculo de las cargas térmicas por infiltraciones 403.1.2.1.1.4. Cálculo de las cargas térmicas personas, luces, accesorios. 403.1.2.1.2. Cálculo de las cargas totales 403.1.3. Gasificación 403.1.3.1. Balance de masa 413.1.3.2. Balance de energía 423.1.3.3. Devolatilización de la biomasa. 433.1.3.4. Cálculo del gasificador 453.1.3.5. Cálculo del flujo de gas 453.2. Resultados 464. Capítulo IV. Modelación energética del D.T. integrado a la gasificación con R.S.U. 514.1. Materiales y Métodos 514.1.1. Simulación del subsistema de gasificación 524.1.2. Simulación del subsistema de enfriamiento 534.1.3. Simulación del subsistema de limpieza 544.1.4. Simulación del subsistema de generación de potencia 544.1.5. Análisis de sensibilidad 564.1.6. Análisis económico 574.2. Resultados 594.2.1. Análisis de sensibilidad 594.2.2. Análisis de costos 735. Conclusiones 756. Trabajo futuro 777. Anexos 788. Bibliografía 81MaestríaMagíster en Ingeniería MecánicaTrabajos de Investigación y/o Extensiónapplication/pdfspaUniversidad de CórdobaFacultad de IngenieríaMontería, Córdoba, ColombiaMaestría en Ingeniería MecánicaCopyright Universidad de Córdoba, 2024https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Universidad de CórdobaFactibilidad de un distrito térmico de enfriamiento urbano, accionado por gas de gasificación de biomasa en la ciudad de MonteríaTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMAbugabbara, M., Javed, S., & Johansson, D. (2022). A simulation model for the design and analysis of district systems with simultaneous heating and cooling demands. 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