ENERGÍAS RENOVABLES Y SU ENFOQUE EN LA UNIVERSIDAD LIBRE

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Samuel Soler Venegas
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1 ENERGÍAS RENOVABLES Y SU ENFOQUE EN LA UNIVERSIDAD LIBRE GRUPO DE INVESTIGACIÓN DESARROLLO TECNOLÓGICO Y CALIDAD DETECAL SEMILLERO DE INVESTIGACIÓN EN ENERGÍAS RENOVABLES Y EFICIENCIA ENERGÉTICA SERE2 FACULTAD DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD LIBRE BOGOTÁ Por: M.Sc. Ing. Luis Eduardo García

INVESTIGACIÓN EN ENERGÍAS RENOVABLES Y EFICIENCIA ENERGÉTICA SERE2

2 Contenido 1. Motivaciones de desarrollo 2. Áreas de interés 3. Grupo de trabajo 4. Caso 1: Industria de biocombustibles 5. Caso 2: Deshidratación solar de productos

3 1. Motivaciones de desarrollo Producción de potencia y calor (Recursos fósiles) Razones Económicas Razones Ambientales Concentración de recursos Variabilidad de precios Situación política Calentamiento global Fenómenos naturales Aumento niveles océanos Afectación de especies Lluvia acida Erosión de suelos Afectación cuerpos de agua Afectación de edificaciones Emisiones nocivas Theguardian.com Environment-green.com Implicaciones de salud fao.org

naturales Aumento niveles océanos Afectación de especies Lluvia acida Erosión de suelos Afectación cuerpos de

4 1. Motivaciones de desarrollo: proyecciones en Colombia Fuente: Lineamientos y agenda de adaptación al cambio climático en Colombia, DNP

5 1. Motivaciones de desarrollo: consecuencias y efectos Panorámica del volcán Nevado de Santa Isabel (Caldas, Tolima y Risaralda) en la década de los 80 (superior). Deshidelo del pico en 2007 (inferior). Fuente: ABC del cambio climático en Colombia. Min Ambiente, IDEAM, Embajada de Holanda. Fuente: IGAC (1992), Ideam-UNAL (1997), Ingeominas (1996) Landsat TM 2001, 2002, 2003, Landsat ETM 2007, Spot 2006 y Quick Bird 2007.

Fuente: ABC del cambio climático en Colombia. Min Ambiente, IDEAM, Embajada de Holanda.

6 1. Motivaciones de desarrollo: consecuencias y efectos En el reporte anual de la Unidad de Planeación Minero Energética UPME 2009 se aprecia cómo en enero del 2009 másdel80%delaenergíaqueseproducíaenelpaísera hidráulica. Un año después, en enero del 2010, disminuyó al 43 % debido al fenómeno de El Niño. Energy4me.org Circulodeperiodistasdebogota.com Fuente: Reporte annual - UPME Eltiempo.com

másdel80%delaenergíaqueseproducíaenelpaísera hidráulica.

7 2. Áreas de interés Mejora de procesos de producción de energía actuales o el desarrollo de procesos que empleen recursos renovables. Energías y recursos renovables. Aprovechamiento y uso de recursos con potencial de sustitución total o parcial de recursos fósiles en procesos de producción de energía. Eficiencia energética. Identificación de oportunidades de optimización del uso de recursos energéticos en procesos. Reducción de emisiones. Desarrollo de alternativas de reducción de emisiones nocivas como resultado de procesos de obtención de energía. Energynext.in Calce.umd.edu Cleanenergy.org

Aprovechamiento y uso de recursos con potencial de sustitución total o parcial de recursos fósiles en procesos de producción de energía.

8 3. Grupo de trabajo: SERE2 Se tiene como principal fin promover la actitud crítica en los estudiantes e iniciar su formación en actividades propias de investigación en ingeniería. Como eje central se plantea el abordar la problemática actual concerniente al agotamiento de los recursos fósiles, las implicaciones ambientales derivadas de su uso, la formulación y desarrollo de alternativas energéticas basadas en el aprovechamiento de recursos renovables. Integrantes: Ismael Marquez Gabriel Camargo Luis Eduardo Garcia Braham David Zapata Escarraga Camilo Alejandro Díaz Arenas Cristian Fernando Vargas Sierra José Leonardo Martinez Niño Fabián Rangel Pineda Miguel Ángel Díaz Escobar

Como eje central se plantea el abordar la problemática actual concerniente al agotamiento de los recursos fósiles, las implicaciones ambientales derivadas de su uso, la

9 3. Caso 1: Industria de biocombustibles Fuente: Fedebiocombustibles. BECA 2013.

10 3. Caso 1: Industria de biocombustibles Región Capacidad (t/año) Industria del Biodiesel (2012) Producción (t/año) Área sembrada (ha) Empleos industriales Empleos en la cadena Norte Central Occidental TOTAL Colombia es el 5 productor de aceite de palma, el 7 productor de caña de azúcar, el 8 productor de etanol y el 12 de biodiesel en el mundo. La producción de etanol de caña de azúcar se inició en Colombia en octubre de 2005 y la de biodiesel de aceite de palma a finales de Fuente: Fedebiocombustibles. Región Industria dual del azúcar y bioetanol (2012) Area sembra da (ha) Capacidad Instalada Molienda de azúcar (t/día) Etanol (L/día) Empleos industriales Empleos en la cadena Oriental Fuente: Asocaña, Fedesarrollo, Fedebiocombustibles.

de caña de azúcar, el 8 productor de etanol y el 12 de biodiesel en el mundo.

11 3. Caso 1: Industria de biocombustibles Evaluación del uso de mezclas biodiesel - diesel en aplicaciones fijas Determinación de cambios en el combustible por efecto de mezclas Propiedades físicas Propiedades químicas Determinación de condiones optimas de operación y cambios requeridos Consumode combustible Relación de equivalencia Caldera pirotubular, 5 hp. Lab. Ciencias térmicas Universidad Libre Retos: reducción de emisiones sin sacrificar eficiencia Caracterización del proceso de combustión Eficiencia térmica Emisiones obtenidas

operación y cambios requeridos Consumode combustible Relación de equivalencia Caldera pirotubular, 5 hp. Lab.

12 3. Caso 1: Industria de biocombustibles Caracterización del rendimiento de un motor 4T de 125cc con mezclas de bioetanol - gasolina En 2015 habrá dos motos por cada carro en Colombia, debido al crecimiento anual de este parque automotor de 20 % anual. Diario La republica, 18 de octubre 2013 Determinación de cambios en el combustible por efecto de las mezclas Determinación de condiones optimas de operación y cambios requeridos Propiedades físicas Propiedades químicas Consumode combustible Régimen de operación Retos: reducción de emisiones sin sacrificar eficiencia Caracterización de productos Potenciavs RPM Torque vs RPM Emisiones obtenidas

Diario La republica, 18 de octubre 2013 Determinación de cambios en el combustible por efecto de las mezclas Determinación de condiones optimas de operación y

13 3. Caso 1: Industria de biocombustibles Cuesco de Palma Africana: Corresponde al 7 % del peso de racimo, con 21.1 MJ/kg de poder calorífico inferior. Fibra de Palma Africana: Corresponde al 10 % del peso de racimo, con 8.97 MJ/kg de poder calorífico inferior.

14 3. Caso 1: Industria de biocombustibles Obtención de fracciones liquidas a partir de la pirólisis de biomasa residual obtenida del cultivo de palma africana Estos productos presentan potencial de uso en procesos de producción de energía Potencial energético de biomasa residual Viabilidad técnica Disponibilidad de recurso Alta densidad energética en comparación con gas combustible obtenido de la biomasa Facilidad de almacenamiento y transporte Bajos costos de producción Retos: humedad y acidez Caracterización del proceso de pirolisis Caracterización y cuantaficiación de productos Temperatura de proceso Tamaño de partícula Fracciones liquidas (Bio oil) Carbonizado Gas

densidad energética en comparación con gas combustible obtenido de la biomasa Facilidad de almacenamiento y transporte Bajos costos de producción Retos: humedad y

15 4. Caso 2: Deshidratación solar de productos EL manejo poscosecha de cultivos de fruta presenta perdidas del orden de 30 %, que por las más diversas razones se queda en el camino antes que llegue al consumidor final. La disminución de estas pérdidas puede lograrse con un mejor manejo postcosecha y destinando parte de la producción a la conservación en fresco o transformación de las frutas mediante técnicas apropiadas. Los procesos para deshidratar frutas son diversos: vacio, liofilización, osmosis directa o mediante el uso de aire caliente. El secado por aire caliente, es el método comunmente empleado para deshidratar la fruta a nivel industrial. Deshidrataciondefrutas.com Deshidrataciondefrutas.com

La disminución de estas pérdidas puede lograrse con un mejor manejo postcosecha y destinando parte de la producción a la conservación en fresco o transformación de las frutas

16 4. Caso 2: Deshidratación solar de productos Proveer alternativas de disposición de productos en caso de poscosecha y sobreproducción Reducción de peso, esto facilita las labores de manejo, transporte y almacenamiento. Reducción de contenido de agua, se reduce la actividad biológica, evitando la descomposición prematura. Retos: sustituir el uso de fósiles en procesos de deshidratación, sin detener el suministro de energía

17 4. Caso 2: Deshidratación solar de productos

18 4. Caso 2: Deshidratación solar de productos El sistema de almacenamiento esta encaminado a sostener el suministro de energía térmica en horas de ausencia de radiación solar El sistema de ventilación forzada se se basa en el valor de radiación solar obtenida y ajusta el caudal de aire a suministrar. El colector solar tiene como función principal el captar la energía solar y transferirla al fluido de trabajo.

forzada se se basa en el valor de radiación solar obtenida y ajusta el caudal de aire a suministrar.

19 4. Conclusión Las labores de implementación de energías renovables deben estar enmarcadas en principios de desarrollo sostenible, contemplando el manejo y oportunidades de aprovechamiento de subproductos obtenidos.

principios de desarrollo sostenible, contemplando el

20 5. Contacto Gracias por su atención Programa Ingeniería Mecánica Facultad de Ingeniería Universidad Libre Bogotá

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