Ingeniero Civil Mecánico / Las emisiones de polvo de las pilas de almacenamientos de carbón constituyen un problema importante para diversos sectores industriales, en particular en nuestro país en plantas termoeléctricas y en la producción de acero. Estas emisiones han provocado importantes impactos sobre el medio ambiente y las personas. El objetivo de esta memoria consistió en determinar una serie de criterios de apilamiento de pilas de carbón que permita minimizar las emisiones de polvo dada una cantidad fija de material apilado. En los antecedentes se discutieron una serie de estudios técnicos, se vieron cuáles son las estructuras de apilamiento comunes, cuáles son las condiciones de borde para la simulación de los modelos y de qué forma se calcularían las emisiones. Se modelaron cuatro estructuras típicas de apilamiento para un tipo específico de carbón, sujetas a un determinado perfil del viento mediante software CFD, obteniendo presiones y velocidades, con objeto de calcular el factor de emisión para cada estructura de apilamiento estudiada. Con lo anterior se observó por qué el viento se comporta de esa manera sobre una determinada estructura y se determinó cuál es la mejor estructura de apilamiento para las condiciones dadas. Adicionalmente, se modeló una barrera porosa sobre una de las estructuras de apilamiento con el propósito de observar su efecto en la mitigación de las emisiones. Específicamente, se variaron la altura de la barrera y su distancia a la estructura de apilamiento, obteniéndose un óptimo por inspección. Dentro de las geometrías estudiadas, se obtuvieron que la estructura de apilamiento cónica truncada presentó las menores emisiones entre las estructuras de apilamiento de menor volumen, y la estructura de base rectangular encrestada entre las más grandes. Las mallas porosas resultaron eficaces en la reducción de emisiones, con una reducción del 90% para el mejor de los casos. Para minimizar las emisiones se obtuvo que la barrera debe presentar una altura equivalente al 75% de la altura de la estructura de apilamiento, ubicada lo más cercana a ella.

Las estrictas normativas aplicadas a los motores Diesel y los cambios en la medida de partículas a través de métodos no gravimétricos, han supuesto una mayor exigencia al diseño y optimización de estos motores en cuanto a su emisión de contaminantes. De igual manera existen requerimientos más estrictos para las técnicas y metodologías de medida que se deben emplear para evaluar dichas emisiones. Desde el año 2003 un grupo de expertos sobre contaminación y energía auspiciados por la Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa (UNECE-GRPE), inicio el programa para la medida de partículas ¿Particle Measurement Programme (PMP)¿, con el ¿n de desarrollar nuevas técnicas que permitan sustituir o complementar al método gravimétrico de medida de partículas el cual, se viene aplicando en Europa desde 1993 cuando se implementó la normativa EURO 1. El método propuesto por el PMP especi¿ca la medida de concentración numérica de partículas cuyo diámetro sea mayor que 23 nm. En este caso las partículas sólidas se de¿nen como las partículas que pueden permanecer en el aerosol de escape después de ser diluido y sometido a un proceso de calentamiento en un tubo de evaporación, cuya temperatura está controlada entre 300°C y 400°C. Con el objetivo de desarrollar una metodología alternativa a la propuesta por el PMP, la tesis doctoral que se presenta se ha basado en el estudio teórico - experimental de distintos parámetros que afectan a la medida de partículas cuando el motor está trabajando en condiciones de operación transitorias. En el trabajo se aborda el desarrollo de una metodología de medida de¿nida a partir de la estimación teórica del efecto de distintos factores del sistema de muestreo, así como la validación experimental de los efectos de estos factores sobre la medida. Aplicando de forma estricta la metodología desarrollada, se han realizado estudios con el ¿n de caracterizar la emisión de partículas del motor Diesel, bajo distintas condiciones de operación dinámicas, así como la evaluación de diferentes formulaciones de combustibles. En estos estudios el análisis de resultados se ha centrado en determinar la in¿uencia de las condiciones de operación sobre la emisión total de partículas, la distribución de tamaños y concentración de partículas de la moda núcleos, a la cual pertenecen la mayor parte de las partículas con diámetros inferiores a 23 nm. / Linares Rodríguez, W. (2013). METODOLOGÍA PARA LA MEDIDA DE PARTÍCULAS EN CONDICIONES DINÁMICAS DE OPERACIÓN DEL MOTOR DIÉSEL [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/27665

La Tesis Doctoral estudia el comportamiento de las emisiones de polvo generadas en las parvas ó sistemas de almacenamiento de minerales a la intemperie fundamentalmente en sistemas portuarios, en parques de centrales térmicas, cementeras y explotaciones mineras, para lograr la modelización del fenómeno de la puesta en suspensión de partículas sólidas y su propagación, evaluar las variables que en ello interfieren y recomendar las líneas de actuación para minimizar el impacto ambiental. Ha sido por tanto una investigación orientada a la definición de metodologías, modelos y técnicas con la intención de evaluar, simular y monitorizar las características de las nubes de polvo. En los estudios se emplearon las más importantes herramientas computacionales específicas y generales adaptadas al estudio tales como la Modelización-Animación en 3D, los Elementos Finitos (códigos MEF), los códigos numéricos (CFD4D) y los Elementos Discretos (PFC4D).