Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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Diseño de una planta piloto automatizada para la producción de biogás a partir de heces de gallinas
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-09) Yamamoto Shibata, Alex Eduardo; Alcántara Zapata, José Daniel
En la actualidad, los problemas relacionados a la energía y contaminación ambiental son unos de los más críticos que enfrenta el mundo. Por un lado, existe la problemática del agotamiento de los recursos energéticos no renovables, así como también la escasez o la imposibilidad de acceder a ellos en los sectores más pobres. Por otro lado, el uso de los combustibles fósiles, los cuales son los más usados actualmente, emiten gases contaminantes al medio ambiente y traen efectos nocivos en la salud de las personas y en la fauna y flora del planeta. Una solución a estos problemas es el uso del biogás, el cual es producido mediante la fermentación anaeróbica ( en ausencia de oxígeno) de materia orgánica. Por ello, se ha diseñado una planta piloto automatizada con una capacidad de hasta 50 kg diarios de materia orgánica, en este caso heces de gallina, con lo cual se podrá obtener hasta 8 m3 de biogás diarios. La planta propuesta constará de dos fases: pre-procesamiento y digestión anaeróbica. En la primera fase, se realizará un tratado previo a la materia prima ingresada y se realizará una mezcla con agua. En la segunda fase, se dejará reposar la mezcla para la producción de biogás. Se podrán visualizar las variables más importantes del proceso como la temperatura de la mezcla, nivel de fluido en el tanque, pH de la mezcla y la presión del gas; de la cuales son controlables las dos primeras.
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Estudio experimental de un motor bi-combustible para el uso de biogás
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-07-14) Mendoza Núñez, Juan Diego; Cuisano Egúsquiza, Julio César
El incremento de la demanda de diesel, es uno de los principales problemas que viene teniendo el país, y es que el alto consumo de este combustible se encuentra principalmente en el transporte público, maquinaria pesada, generación de energía eléctrica entre otros. En este contexto, el uso de combustibles renovables y/o alternativos en motores Diesel sería una opción energética importante, ya sea para reducir el consumo del diesel tanto como disminuir su impacto ambiental. Este trabajo de tesis realizará un estudio experimental de la operación bi-combustible para el uso de biogás, utilizando un motor de encendido por compresión, seis cilindros, aplicación vehicular, que se encuentra en un banco de pruebas en el Laboratorio de Energía de la PUCP para la aplicación de generación de energía eléctrica en zonas rurales simulando un trabajo con grupos electrógenos movidos por motores Diesel
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Diseño de un gasificador downdraft invertido de 2600 kcal/h que emplea cascarilla de arroz como combustible
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-07-13) Huaripoma Vega, Diego Alonso; Assureira Espinoza, Estela de la Gracia
La cascarilla de arroz es un residuo agrícola que se obtiene a partir del proceso de molienda de arroz. Este residuo se genera en grandes cantidades, sin embargo, cuenta con pocas aplicaciones de uso. El proceso de gasificación se presenta como una alternativa viable para el aprovechamiento de este residuo en aplicaciones térmicas. En la presente tesis se relacionan las propiedades de la cascarilla de arroz con los requerimientos del gasificador para lograr el diseño final. Se opta por el tipo downdraft invertido porque es adecuado para gasificar biomasa de baja densidad y tamaño pequeño como lo es la cascarilla de arroz. Mediante el proceso de gasificación se obtiene un gas combustible que posee un alto contenido de nitrógeno por lo que se le llama gas pobre. Para el diseño del gasificador se ha definido dos sistemas, el sistema de generación de gas pobre y el sistema de acondicionamiento de gas pobre. El sistema de generación de gas pobre está compuesto por un reactor, un sistema de suministro de aire y un sistema de retiro de cenizas. El sistema de acondicionamiento de gas pobre está compuesto por un ciclón. El gas combustible obtenido se utilizará en un quemador para generar calor. Las características del reactor son: potencia de 2600 kcal/h, eficiencia de 30 %, diámetro interior de 0,19 m, diámetro exterior de 0,24 m, altura total de 1,12 m, capacidad de 0,02 m3, temperatura máxima de reacción de 500 °C y temperatura exterior de 27,5 °C. El proceso se realiza por lotes y se necesitan 2,1 kg de cascarilla de arroz para que el sistema opere durante 3/4 de hora. El caudal de aire necesario para el proceso es 3,33 m3/h y es suministrado por un ventilador axial de 12 VDC. El retiro de cenizas se realiza mediante una rejilla pivotada cuyos agujeros tienen un diámetro de 0,008 m. Las características del ciclón son: diámetro interior de 0,16 m, altura total de 0,66 m y eficiencia de 50 % para partículas de ceniza de 10 μm. El quemador a usar puede ser del tipo atmosférico para GLP o gas natural. Se propone el diseño de un quemador simple con 80 agujeros de diámetro de 0,005 m para lograr una buena combustión. El gas pobre obtenido tiene bajo poder calorífico (< 6 MJ/m3), está libre de partículas con tamaño superior a 50 μm y posee alta temperatura. Estas características lo hacen apropiado para aplicaciones térmicas. El costo de fabricación del sistema (sistema de generación de gas y sistema de acondicionamiento) se estima en S/. 7.296,00 (siete mil doscientos noventa y seis nuevos soles). Esto incluye los materiales, mano de obra, equipos y costos de ingeniería.

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