Este proyecto consiste en el diseño de una central termosolar de colectores cilíndricos-parabólicos para producir 5MW en el distrito de Olmos. Como un prototipo de central con el propósito de determinar sus costos de generación junto con los beneficios ambientales asociados, para su posterior ampliación dentro del distrito de Olmos. Se tomaron criterios para la selección de la mejor opción tecnológica y de los principales componentes de la central de acuerdo a las condiciones geográficas y meteorológicas de la zona. Se van a tratar aspectos como el diseño de la planta solar, que implica el dimensionamiento de los espejos de los CCPs, las estructuras de soporte, la elección del fluido conductor (Sales fundidas o aceite sintético), así como los parámetros y especificaciones de los equipos que se van a utilizar en la central termosolar. Para determinar la viabilidad del proyecto se abordarán aspectos económicos y de rentabilidad como inversión necesaria. Por último, se han expuesto las conclusiones de los cálculos realizados de la central termosolar. / Tesis

Propone resolver problemas de optimización en altas dimensiones que surgen en la gestión de la producción de energía eléctrica debido a la aleatoriedad de los da- tos. Más específicamente, consideramos el problema de la planificación a mediano plazo (MTPP, por sus siglas en ingles) de la producción de energía eléctrica bajo incertidumbre que apunta a la gestión de diversas plantas de producción durante un perıodo de varios meses (incluso años). En general, estos sistemas deben satisfacer una gran variedad de estrictas restricciones operativas en un entorno de toma de decisiones altamente incierto. En este contexto, establecemos los tres acoplamientos naturales de tiempo-espacio-aleatoriedad relacionados con esta aplicación, en donde la aleatoriedad de los datos es modelada por una filtración de un proceso estocástico. Los métodos que recogemos para la discretizacion del proceso estocástico, es aquel desarrollado en [Lenoir, 2008], los cuales se basan en una estimación no paramétrica sobre las esperanzas condicionales propuestas en [Nadaraya, 1964; Watson, 1964]. El enfoque que usamos posteriormente para resolver el problema discretizado, consiste en la optimización no diferenciable de la suma de dos funciones convexas, los cuales son abordados mediante la teoría de los operadores monótonos. Este planteamiento, nos permite estudiar las propiedades de convergencia de diferentes algoritmos clásicos y modernos en un modo unificado como algoritmos de punto fijo. Además, examinamos algunas familias de algoritmos de descomposicion-coordinacion resultantes de los “operator splitting methods”, a saber, los métodos Forward-Backward, Douglas-Rachford y Peaceman-Rachford, los cuales permiten la implementación de algoritmos proximales paralelos y distribuidos para resolver problemas de optimización convexa. En particular, un algoritmo sobre el cual estamos fuertemente interesados, es el “Alternating Direction Method of Multipliers”(ADMM) que comparte lazos con, por un lado, los métodos Lagrangianos aumentados y, por otro, con la teoría de los operadores splitting visto como un caso especial del algoritmo de Douglas-Rachford. Finalmente, implementamos dos modelos matemáticos sencillos (con sus respectivas soluciones numéricas) para la gestión de la producción de energía eléctrica; el primero de naturaleza estocástico y el segundo de naturaleza determinístico. / Tesis

La presente investigación trata sobre un análisis de rendimiento exergético de una turbina de gas de 181,3 MW. Donde se aplicó leyes termodinámicas de conservación de masa y energía a cada componente del sistema. El funcionamiento de las turbinas de gas en la relación aire combustible puede variar de 45/1 a 130/1, es por eso que, cuando ocurre un exceso del aire, la temperatura disminuye y conduce a una reducción de la potencia que es generada por la turbina. Se realizó un balance de energía y exergía de una turbina de gas a ciclo simple; y para cada componente del sistema un estudio analítico energético y exergético. Se ha elaborado cálculos para los diferentes excesos de aire considerado las turbinas de gas y también una comparación de la eficiencia energética y exergética utilizando un diferente tipo de fluido. Se obtuvieron diferentes eficiencias exergéticas para los casos de los distintos excesos de aire, y una comparación para demostrar la destrucción de exergía y el rendimiento exergético en cada componente del turbogenerador. Se concluye que los flujos de exergía ocurren de mayor a menor, así como una eficiencia exergética; la mayor destrucción de exergía se encuentra en la turbina y la cantidad más baja en el compresor.

Este proyecto consiste en el diseño de una central termosolar de colectores cilíndricos-parabólicos para producir 5MW en el distrito de Olmos. Como un prototipo de central con el propósito de determinar sus costos de generación junto con los beneficios ambientales asociados, para su posterior ampliación dentro del distrito de Olmos. Se tomaron criterios para la selección de la mejor opción tecnológica y de los principales componentes de la central de acuerdo a las condiciones geográficas y meteorológicas de la zona. Se van a tratar aspectos como el diseño de la planta solar, que implica el dimensionamiento de los espejos de los CCPs, las estructuras de soporte, la elección del fluido conductor (Sales fundidas o aceite sintético), así como los parámetros y especificaciones de los equipos que se van a utilizar en la central termosolar. Para determinar la viabilidad del proyecto se abordarán aspectos económicos y de rentabilidad como inversión necesaria. Por último, se han expuesto las conclusiones de los cálculos realizados de la central termosolar.

Consiste en diseñar la ingeniería de la extensión de red a la central termo-eléctrica Termochilca, la cual comprende el diseño de un gasoducto de 1870 m. desde la estación de filtración, medición y regulación de gran caudal (EFMRGC) del concesionario gas natural de Lima y Callao - Calidda hasta la válvula de servicio de dicha central, a lo largo de la avenida Santo Domingo de los Olleros - distrito de Chilca. El estudio abarca desde los conceptos fundamentales que debemos entender y tomar como base, hasta los detalles que se toman en cuenta para llevar a cabo dicho proyecto. / Trabajo de suficiencia profesional

En los últimos años hay una tendencia creciente sobre la reutilización de residuos en el sector de construcción. Esto incluye los residuos generados por el propio sector, y que en el caso de los residuos de construcción y demolición (RCD), suponen entre un 25% y un 30% de todos los residuos sólidos generados en el país. Otra actividad que genera grandes volúmenes de residuos, son las centrales térmicas de carbón. En esta tesis, se estudia el empleo de los áridos reciclados (AR) procedentes de RCD, y los residuos de centrales térmicas de Gasificación Integrada en Ciclo Combinado (GICC) para la elaboración de prefabricados no estructurales vibrocomprimidos y de hormigones no estructurales. Dentro de los RCD, los áridos reciclados mayoritarios que se producen, corresponden a áridos reciclados mixtos (ARM). Estos provienen de demoliciones de edificaciones y rehabilitaciones y suponen alrededor del 80% de total de RCD disponible. Están formados por una composición heterogénea de materiales. Este tipo de material se ha empleado de forma más común como capas granulares en rellenos y carreteras, aplicaciones de bajo valor añadido. Uno de los principales residuos que generan las centrales térmicas convencionales son las cenizas volantes, y en menor medida las escorias. Pero en los últimos años, la aparición de otras tecnologías como las centrales de GICC, hace que el volumen de escorias producidas sea más elevado. Este tipo de residuo, ha sido principalmente empleado en aplicaciones para rellenos, capas granulares en carreteras y para la fabricación de bloques de hormigón ligeros. Con el objetivo de ampliar su uso en otras aplicaciones de alto valor añadido, llegando a su aplicación a escala industrial, en esta tesis se han realizado 3 investigaciones sobre el empleo de los ARM en la elaboración de prefabricados y hormigones no estructurales, así como, el uso de las escorias de GICC como árido y adición en hormigones. En el primer artículo, se estudió el empleo de ARM para la elaboración industrial de prefabricados de hormigón no estructurales. Diferentes porcentajes de árido natural fueron sustituidos por ARM (25%, 50%, 75% y 100%) para la fabricación de adoquines, bordillos, bovedillas y terrazos. Se mantuvieron las dosificaciones empleadas por las empresas, sin cambiar el contenido de agua efectiva ni cemento. La caracterización de los elementos preparados fue realizada determinando las propiedades habituales de estos productos durante un año: resistencia a la rotura y flexión, absorción de agua, tolerancias dimensionales, densidad, abrasión y resistencia al deslizamiento. Los resultados mostraron que se podían obtener adoquines, bovedillas y bordillos con ARM que mantuvieran las propiedades esenciales de estos productos, hasta sustituciones de un 25%. En cambio, su uso en los terrazos no resultó tan bueno, debido a que el acabado superficial se vio afectado por la presencia de componentes débiles como las partículas flotantes. En la segunda investigación, también se emplearon áridos reciclados para la producción industrial de prefabricados no estructurales: bovedillas y adoquines. A diferencia de la investigación anterior, en este caso se utilizaron diferentes composiciones de áridos reciclados procedentes de RCD para sustituir los áridos naturales, tanto la fracción gruesa como fina. Se estudiaron dos porcentajes de sustitución (15% y 30%), acorde a los resultados obtenidos en la etapa previa (primer artículo). Además, se evaluó el uso de una adición, humo de sílice. Se emplearon las mismas dosificaciones y métodos que seguían las empresas habitualmente en su fabricación. Los elementos prefabricados fueron ensayados según las normas de referencia de estos productos mediante ensayos de resistencia a la rotura, flexión, absorción de agua, densidad, abrasión y resistencia al deslizamiento. Los resultados mostraron que, en general, el aumento del ratio de ARM empleado supone una disminución de algunas de las propiedades estudiadas. Este efecto no pudo ser compensado por el empleo de humo de sílice, posiblemente debido a las condiciones de curado empleadas en la industria. A pesar de ello, el estudio demuestra que el empleo de este tipo de residuos es viable a escala industrial, satisfaciendo los productos fabricados los requerimientos de la normativa Española. En el tercer artículo, áridos reciclados procedentes de escorias de GICC y RCD con diferentes composiciones, fueron empleados para la preparación de hormigones no estructurales. Asimismo, se evaluó el uso de cenizas volantes y escoria de central térmica de GICC como adición. Los hormigones fueron caracterizados mediante la determinación de las propiedades mecánicas, absorción de agua, densidad, carbonatación acelerada, penetración de cloruros y resistencia a los sulfatos hasta los 180 días. Los resultados de las escorias de GICC como árido mostraron un excelente comportamiento mecánico y en durabilidad, especialmente la fracción fina posiblemente debido al mayor contenido de partículas más finas (Ø<0.063 mm). El empleo de los dos tipos de adiciones resultó favorable para compensar la pérdida de propiedades provocada por el empleo de ARM, por lo que se puede afirmar que la posible combinación de estos áridos reciclados con residuos de GICC da como resultado hormigones que podrían ser usados con garantía. En líneas generales, y en base a todo el trabajo desarrollado en la tesis, se han encontrado porcentajes de ARM con los que es posible producir industrialmente adoquines, bordillos y bovedillas que satisfagan la normativa en España. Las propiedades, composición y tratamiento recibido por los ARM van a influir en las prestaciones obtenidas. Por otro lado, las escorias de GICC han mostrado resultados muy prometedores tanto como sustituto del árido como de adición al hormigón. Se han obtenido hormigones no estructurales adecuados mediante la combinación de los residuos de centrales térmicas de GICC con ARM, lo que supone una buena alternativa tanto desde el punto de vista técnico como medioambiental.