Propuesta de instalación de paneles solares para la mitigación de efectos térmicos sobre el medio ambiente debido a la explotación de materiales pétreos para la construcción. Caso de estudio, mina Santa Rita en el municipio de Medellín

Ilustraciones, gráficos, fotografías

Autores:
Ortiz Zapata, Julio César
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad Nacional de Colombia
Repositorio:
Universidad Nacional de Colombia
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unal.edu.co:unal/86161
Acceso en línea:
https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/86161
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Palabra clave:
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Minería a cielo abierto - Antioquia, Colombia
Minería a cielo abierto - Aspectos ambientales
Termotecnia
Materiales de construcción - Efecto de la temperatura
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Paneles solares
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Cantera
Isla de calor
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En la minería a cielo abierto se retira la capa orgánica superficial para extraer los elementos con los que se beneficia la mina, dejando roca expuesta, contribuyendo, puntualmente, al aumento de la temperatura de la zona, por lo que es importante encontrar alternativas que ayuden a disminuir el aumento de la temperatura que genera la explotación minera. Una de estas alternativas es utilizar paneles solares en las áreas que ya fueron explotadas y que se tardarán en intervenir, para con esto, disminuir la temperatura mientras se genera energía que ayuda económicamente a la empresa minera y que puede tener muchas otras ventajas. La mina La Margarita cuenta con un sistema de 324 paneles solares del que se han beneficiado económicamente de manera satisfactoria y que usamos como ejemplo para la toma de datos que posteriormente serán ponderados para el hipotético uso de un sistema similar en la cantera Santa Rita. Para esta investigación se tomaron temperaturas (para la mina La Margarita), en zona vegetal, sobre los paneles solares en diferentes ubicaciones, y para la cantera Santa Rita, se tomaron datos en la zona vegetal y roca expuesta, dichos análisis arrojaron los siguientes resultados: la temperatura en la zona vegetal próxima a las áreas modificadas es mucho menor al resto de lugares comparados, es decir que la explotación minera sí contribuye al aumento de la temperatura. Al tomar los datos en diferentes puntos de los paneles solares evidenciamos que la temperatura aumenta al aproximarse al centro del sistema, es decir que entre más paneles tenga alrededor mayor será la temperatura, pues se acumula el calor, por lo cual es necesario calcular la temperatura promedio del sistema fotovoltaico. La temperatura de la roca expuesta es mucho mayor que todos los demás datos tomados, es decir que el sistema de paneles solares contribuye a la disminución del impacto en el aumento de la temperatura que genera la explotación minera. Finalmente, se calculó la viabilidad económica de la implementación del sistema fotovoltaico y resulta ser muy viable y económicamente muy rentable para la empresa minera, pues la cantera tiene un requerimiento energético promedio de 140.170kWh que cuesta mucho dinero y solo generar el 20% mediante paneles solares puede recuperar la inversión en tan solo 25 meses y el resto de la vida útil de los paneles solo necesitarán mantenimiento, lo demás será utilidad. Todo lo anterior permite concluir que la propuesta es viable y además rentable para quien la desee implementar. (Tomado de la fuente)This study was accomplished in two mines located in different areas of Antioquia. The first one is “La Margarita”, a coal mine in the jurisdiction of Titiribí, with underground and open-pit mining. The second one is a quarry of stone aggregates which is in Medellín city. In open-pit mining, the superficial organic layer is removed to extract the valuable elements, leaving exposed rock, increasing the temperature in the area, in this specific case, in the city of Medellín. Therefore, it is important to find alternatives to help reduce the temperature rise caused by mining activities. One such alternative is the use of solar panels in areas that have already been exploited and will take time to intervene again. This can decrease the temperature while generating energy, benefiting the mining company economically and offering various advantages. La Margarita has a system of 324 solar panels, from which they have economically benefited satisfactorily. We use this as an example for data collection, which will later be extrapolated for the hypothetical use of a similar system in the Santa Rita quarry. For this research, temperatures were measured in the vegetative zone, on the solar panels at different locations in the La Margarita mine, as well as in the vegetative and exposed rock areas of the Santa Rita quarry. The analysis revealed the following results: the temperature in the vegetative zone near the modified areas is much lower than in the other compared locations, indicating that mining activities contribute to temperature increase. When data were collected at different points on the solar panels, it was evident that the temperature increases as one approaches the center of the system, meaning that the more panels are around, the higher the temperature, as heat accumulates. Therefore, it is necessary to calculate the average temperature of the photovoltaic system. The temperature of the exposed rock is much higher than all other data collected, indicating that the solar panel system contributes to reducing the impact on the temperature increase caused by mining. Finally, the economic viability of implementing the photovoltaic system was calculated, and it proved to be highly viable and economically profitable for the mining company. The quarry has an average energy requirement of 140,170 kWh, which costs a significant amount of money. Generating only 20% of this through solar panels can recover the investment in just 25 months, and after this period, the panels will only need maintenance, rest will be profit. All the above leads to the conclusion that the proposal is absolutely feasible and profitable for anyone wishing to implement it.MaestríaMagíster en ConstrucciónConstrucción Y Hábitat.Sede Medellín66 páginasapplication/pdfspaUniversidad Nacional de ColombiaMedellín - Arquitectura - Maestría en ConstrucciónFacultad de ArquitecturaMedellín, ColombiaUniversidad Nacional de Colombia - Sede Medellín690 - Construcción de edificios::691 - Materiales de construcción690 - Construcción de edificios::693 - Construcción en tipos específicos de materiales y propósitos específicosIndustria minera - Antioquia, ColombiaMinas de carbón - Titiribí, Antioquia, ColombiaCanteras - Medellín, Antioquia, ColombiaIndustria de los materiales de construcción - Antioquia, ColombiaMinería a cielo abierto - Antioquia, ColombiaMinería a cielo abierto - Aspectos ambientalesTermotecniaMateriales de construcción - Efecto de la temperaturaAgregados (Materiales de construcción) - Efecto de la temperaturaEnergía térmica solarContaminación ambiental - Antioquia, ColombiaMinería a cielo abiertoPaneles solaresSistema fotovoltaicoContaminación ambientalCanteraIsla de calorOpen-pit miningPhotovoltaic systemEnvironmental pollutionHeat islandSolar panelsPropuesta de instalación de paneles solares para la mitigación de efectos térmicos sobre el medio ambiente debido a la explotación de materiales pétreos para la construcción. Caso de estudio, mina Santa Rita en el municipio de MedellínProposal for the mitigation of thermal effects on the environment due to the exploitation of stone materials for construction. Pilot experience, Santa Rita mine in the municipality of MedellínTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMAntioquia, ColombiaLaReferenciaAGENCIA NACIONAL DE MINERÍA. (2021). AGENCIA NACIONAL DE MINERÍA. Obtenido de https://mineriaencolombia.anm.gov.co/sites/default/files/2022-02/Ficha%20Colombia%2001%202022.pdfUniversidad Nacional de Colombia. (2 de Julio de 2015). http://minas.medellin.unal.edu.co/. Recuperado el 16 de Marzo de 2016, de Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellín-Fcultad de Minas: http://minas.medellin.unal.edu.co/noticias/facultad/298-la-urbanizacion-y-los-vehiculos-motorizados-aumentan-las-temperaturas-en-medellinCONGRESO DE LA REPÚBLICA DE COLOMBIA. 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