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Análisis de factibilidad del uso de concentradores solares cilindro-parabólico para calentamiento de fluido de proceso en una planta de electro-winning mediante modelación matemática

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dc.contributor Carlesi Jara, Carlos Javier
dc.creator Alvarez Martínez, Camila Alejandra
Fecha Ingreso dc.date.accessioned 2021-10-20T20:42:20Z
Fecha Disponible dc.date.available 2021-10-20T20:42:20Z
Fecha en Repositorio dc.date.issued 2021-10-20
Resumen dc.description <p>El norte de Chile es favorecido por poseer uno de los cielos m&aacute;s claros y con mayor disponibilidad de radiaci&oacute;n solar en el mundo, adem&aacute;s en esta zona se concentra la mayor producci&oacute;n de cobre del pa&iacute;s, en donde Chile es l&iacute;der mundial en la extracci&oacute;n de este mineral. Considerando lo anterior y el aumento sostenido del costo de las energ&iacute;as convencionales, se deben hallar v&iacute;as alternativas para la utilizaci&oacute;n de dichos recursos en forma conjunta, en los &uacute;ltimos a&ntilde;os se ha implementado de manera significativa la instalaci&oacute;n de centrales solares.</p><p>Los concentradores solares son dispositivos que concentran la energ&iacute;a solar mediante el uso de superficies reflectoras sobre un foco llamado colector, por el cual fluye un fluido t&eacute;rmico, el cual posee la cualidad de incrementar su temperatura con facilidad; la energ&iacute;a adquirida por el fluido puede ser aprovechada en la generaci&oacute;n de energ&iacute;a el&eacute;ctrica o t&eacute;rmica. Se implementa un tipo especial de concentradores cilindro parab&oacute;licos (el cual consta de dos superficies parab&oacute;licas intersectadas, cada una con su propio tubo absorbedor) para el calentamiento de fluido de proceso en electro-winning, el cu&aacute;l transfiere su energ&iacute;a para mantener la temperatura del electrolito; esto se lograr&aacute; mediante la modelaci&oacute;n matem&aacute;tica del sistema, utilizando el m&eacute;todo de trazado de rayos y ecuaciones semi-emp&iacute;ricas, adem&aacute;s se logr&oacute; determinar las variables m&aacute;s influyentes (como es la radiaci&oacute;n, &aacute;ngulo de incidencia y temperatura media del fluido) sobre la eficiencia del sistema. La empresa de an&aacute;lisis se encuentra en el norte de Chile, el sistema convencional de esta empresa calienta por medio de una caldera (a base de diesel) el fluido de proceso (con un flujo de 190 l/s) de 30&ordm;C a 90&ordm;C, se propone intervenir esta l&iacute;nea de proceso aumentando la temperatura de dicho fluido hasta 55&ordm;C, esto disminuir&aacute; el gasto energ&eacute;tico de la caldera.</p><p>Se estudi&oacute; el impacto que tiene la implementaci&oacute;n de los concentradores en la l&iacute;nea de proceso, determin&aacute;ndose que el aporte energ&eacute;tico por m&oacute;dulo (cuyo tama&ntilde;o por m&oacute;dulo es 3,6 m2) es de 14495 MJ-a&ntilde;o, esto se traduce en un ahorro de combustible de 1506 USD/modulo; se estima que la inversi&oacute;n es 2659 USD/modulo, por lo tanto se espera que el tiempo de retorno sea inferior a 3 a&ntilde;os. Adem&aacute;s para conocer la rentabilidad del proyecto se estudiaron los indicadores econ&oacute;micos, donde el TIR es de 166% y el VAN es de 41322 USD, de acuerdo a esto se estableci&oacute; que el proyecto si era rentable</p>
Resumen dc.description last modification
Resumen dc.description Licenciado en Ciencias de la Ingeniería
Resumen dc.description Ingeniero Civil Químicotítulo
Resumen dc.description INGENIERIA CIVIL QUIMICA
Resumen dc.description <p>El norte de Chile es favorecido por poseer uno de los cielos m&aacute;s claros y con mayor disponibilidad de radiaci&oacute;n solar en el mundo, adem&aacute;s en esta zona se concentra la mayor producci&oacute;n de cobre del pa&iacute;s, en donde Chile es l&iacute;der mundial en la extracci&oacute;n de este mineral. Considerando lo anterior y el aumento sostenido del costo de las energ&iacute;as convencionales, se deben hallar v&iacute;as alternativas para la utilizaci&oacute;n de dichos recursos en forma conjunta, en los &uacute;ltimos a&ntilde;os se ha implementado de manera significativa la instalaci&oacute;n de centrales solares.</p><p>Los concentradores solares son dispositivos que concentran la energ&iacute;a solar mediante el uso de superficies reflectoras sobre un foco llamado colector, por el cual fluye un fluido t&eacute;rmico, el cual posee la cualidad de incrementar su temperatura con facilidad; la energ&iacute;a adquirida por el fluido puede ser aprovechada en la generaci&oacute;n de energ&iacute;a el&eacute;ctrica o t&eacute;rmica. Se implementa un tipo especial de concentradores cilindro parab&oacute;licos (el cual consta de dos superficies parab&oacute;licas intersectadas, cada una con su propio tubo absorbedor) para el calentamiento de fluido de proceso en electro-winning, el cu&aacute;l transfiere su energ&iacute;a para mantener la temperatura del electrolito; esto se lograr&aacute; mediante la modelaci&oacute;n matem&aacute;tica del sistema, utilizando el m&eacute;todo de trazado de rayos y ecuaciones semi-emp&iacute;ricas, adem&aacute;s se logr&oacute; determinar las variables m&aacute;s influyentes (como es la radiaci&oacute;n, &aacute;ngulo de incidencia y temperatura media del fluido) sobre la eficiencia del sistema. La empresa de an&aacute;lisis se encuentra en el norte de Chile, el sistema convencional de esta empresa calienta por medio de una caldera (a base de diesel) el fluido de proceso (con un flujo de 190 l/s) de 30&ordm;C a 90&ordm;C, se propone intervenir esta l&iacute;nea de proceso aumentando la temperatura de dicho fluido hasta 55&ordm;C, esto disminuir&aacute; el gasto energ&eacute;tico de la caldera.</p><p>Se estudi&oacute; el impacto que tiene la implementaci&oacute;n de los concentradores en la l&iacute;nea de proceso, determin&aacute;ndose que el aporte energ&eacute;tico por m&oacute;dulo (cuyo tama&ntilde;o por m&oacute;dulo es 3,6 m2) es de 14495 MJ-a&ntilde;o, esto se traduce en un ahorro de combustible de 1506 USD/modulo; se estima que la inversi&oacute;n es 2659 USD/modulo, por lo tanto se espera que el tiempo de retorno sea inferior a 3 a&ntilde;os. Adem&aacute;s para conocer la rentabilidad del proyecto se estudiaron los indicadores econ&oacute;micos, donde el TIR es de 166% y el VAN es de 41322 USD, de acuerdo a esto se estableci&oacute; que el proyecto si era rentable</p>
Formato dc.format PDF
Lenguaje dc.language spa
dc.rights no autorizado
dc.source http://opac.pucv.cl/pucv_txt/txt-0000/UCD0008_01.pdf
Materia dc.subject Cobre
Materia dc.subject CONCENTRADOS DE COBRE
Materia dc.subject Industria minera
Materia dc.subject TECNOLOGIA METALURGICA
Title dc.title Análisis de factibilidad del uso de concentradores solares cilindro-parabólico para calentamiento de fluido de proceso en una planta de electro-winning mediante modelación matemática
Tipo dc.type texto


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