1. Trabajos finales de graduación de grado
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Item Diseño y modelado de una interfaz gráfica para el dimensionamiento de microrredes eléctricas con sistemas fotovoltaicos integrados con baterías(2023) Carranza Zamora, Daniella María; Vega Garita, Víctor ErnestoItem Evaluación de la digestión anaeróbica de dos etapas de las aguas residuales ordinarias(2023) Rodríguez Salina, María Mercedes; Centeno Mora, Erick JavierEn la investigación se evaluó la utilización de un reactor anaeróbico de dos etapas respecto al de una etapa a escala de laboratorio en la gestión de aguas residuales ordinarias o municipales en Costa Rica y agua residual sintética a base de glucosa, esto se logró mediante la prueba experimental en términos de producción de biogás, la cual se midió con un índice volumétrico de 1 a 0, siendo 1 la mayor producción obtenida de biogás durante la investigación. Entre los principales resultados se obtiene que entre las fases estudiadas en términos de producción de biogás la digestión anaerobia en dos etapas de agua residual sintética a base de glucosa presentó la mayor producción por lo que esta se define en la investigación como índice volumétrico 1, seguido del agua residual ordinaria en una fase con un índice de 0,25 y el más bajo fue el del agua residual sintética en una etapa con 0,06, durante el proceso se encontró que los cambios de pH en el medio influían directamente en la producción de biogás. Por otro lado, se encontró que no es factible en este caso el uso de digestores anaerobios de dos etapas para el tratamiento de aguas residuales domésticas debido a que el reactor de laboratorio alcanza un TRH mínimo de 22 h y para esto se necesitan TRH entre 2 a 3 h. Sin embargo, se encuentra altamente beneficiosa la incorporación de un segundo reactor para el agua residual sintética, por lo que se realiza un diseño para este prototipo, en el cual se obtiene que la inversión al añadir un segundo reactor se recuperaría en un periodo de 15 años mediante el aprovechamiento del biogás producido en sustitución de gas licuado de petróleo (LPG) obteniendo un beneficio económico por año de 3 287 123 colones, lo cual permitiría el uso de un sistema de tratamiento que no requiere un consumo energético, y por el contrario genera energía.Item Prefactibilidad para el uso de una mezcla etanol-agua como fluido de trabajo en un ciclo termodinámico(2011) Vargas Sánchez, Arnoldo; Vásquez Calvo, AlexanderLa investigación de nuevas y más eficientes formas de generar energía, es una actividad de suma importancia para cualquier país del mundo en la actualidad. La energía geotérmica, es considera por los expertos, como una fuente renovable de energía, esto quiere decir, que su impacto en el medio ambiente es; en comparación con otras tecnologías, mucho menor. Según los expertos, la energía geotérmica, es abundante en Costa Rica, especialmente, las denominadas fuentes de baja entalpía. Las fuentes de baja entalpía, son fuentes de calor con temperaturas menores a los 150ºC. Las plantas de vapor, son dispositivos tecnológicos que se utilizan para transformar energía en forma de calor en energía en forma de movimiento, que pueda mover los álabes de una turbina para generar electricidad. Estos dispositivos, son los utilizados para aprovechar la energía que contienen las salmueras geotérmicas. El fluido de trabajo, fluido que realiza las etapas del ciclo de vapor, es el objeto de estudio de este proyecto. El objetivo principal de esta investigación, es estudiar la factibilidad técnica de utilizar la mezcla etanol-agua como fluido de trabajo en un ciclo termodinámico, que utiliza como fuente de calor una salmuera geotérmica a 165ºC. Para lograr este objetivo, se requiere utilizar un modelo termodinámico, que facilite la obtención de dos propiedades termodinámicas que permitan el cálculo de las características de los ciclos de vapor, estas propiedades son: la entalpía y la entropía. El desarrollo de este modelo consta de dos etapas. En la primera, se utilizan algoritmos que establecen la relación líquido-vapor de la mezcla, para el ámbito de presión y temperaturas establecidas. La segunda etapa, consiste en establecer un algoritmo que estime la entalpía y la entropía para una temperatura, presión y composición dadas. Una vez se obtiene el modelo termodinámico, se calcularon las características de dos ciclos...Item Bicigenerador como herramienta interactiva para facilitar el aprendizaje científico(2022) Garita Flores, Adrián Jesús; Muñoz Ramírez, Diego Alonso; Scaglioni Solano, PietroEn este proyecto se realizaron dos diseños electromecánicos de un bicigenerador dirigidos a estudiantes de secundaria. El bicigenerador consiste en una bicicleta estacionaria en la cual se genera electricidad cuando se pedalea para servir como herramienta didáctica para la enseñanza de la teoría de circuitos eléctricos en la secundaria y al mismo tiempo incentivar la actividad física en la población joven. Para concretar este objetivo, se implementó la metodología de diseño QFD para desarrollar los modelos propuestos. Por medio de una encuesta electrónica dirigida a docentes de ciencias en secundaria, se determinaron las prioridades de diseño que se debían incorporar tanto en el aspecto mecánico como eléctrico en el bicigenerador. Para cada modelo propuesto se realizaron dos simulaciones. Primero, con el software So-lidWorks se verificó que la estructura mecánica del bicigenerador soportara la carga estática equivalente al peso de un usuario de 125 kg. Posteriormente, con el software Matlab se llevó a cabo la simulación de los generadores utilizando la herramienta del estimador de parámetros para finalmente simular el pedaleo de un usuario del bicigenerador y verificar el comportamiento electromecánico del equipo, lográndose modelar todo el bicigenerador con un sistema de bloques integrados en el entorno Simscape; con ambas simulaciones se verificó el correcto funcionamiento de este. Por último, se redactó un manual de usuario para cada bicigenerador y se elaboró el presupuesto económico para su construcción. Además, se redactó una práctica de laboratorio en la cual se busca que los estudiantes apliquen los conocimientos teóricos enseñado en las lecciones mediante la construcción de circuitos eléctricos con resistencias en serie, paralelo y mixto.Item Estudio y adaptación del diseño de un rompeolas para captar la energía que es redirigida y aprovecharla en la generación de electricidad(2023) Piedra Láscarez, Melissa; Govaere Vicarioli, GeorgesSe estudió el potencial energético de un rompeolas modular para determinar la viabilidad de desarrollar un proyecto de generación eléctrica a partir de la estructura. Se trabajó con una base de datos de oleaje de Cabo Blanco, Costa Pacífico, Costa Rica Se elaboraron cuatro modelos para poner a prueba en un canal de olas. Durante los ensayos el caudal redistribuido fue almacenado y medido. Se determinó el potencial energético instantáneo y unitario del rompeolas. Se estima una producción anual de energía de 54,49 kW/m. Se propone una turbina de flujo axial como conversor para el sistema. La energía extraída por medio del rompeolas es directamente proporcional al caudal recolectado y este depende a su vez de la longitud del rompeolas. Adicionalmente se estudió la estabilidad del rompeolas. Al tratarse de una estructura doble propósito se disminuye el impacto ambiental en la zona ya que el área a intervenir es menor. Además, se podría economizar en costos de construcción. Otra característica positiva de la estructura es que puede servir de hábitat para organismos marinos que se adhieran a sus paredes. Esta investigación contribuye a las iniciativas de descarbonización ya que ofrece una solución alternativa al abastecimiento de electricidad. La energía undimotriz o energía de las olas es un recurso presente de forma permanente las 24 horas del día los 365 días del año lo cual la hace capaz de contribuir a la estabilidad y constancia de la matriz energética del país de una manera sostenible.Item Impacto de la ubicación de las plantas de generación eléctrica con gas natural licuado en el Sistema Eléctrico Nacional(2020) Ramírez Alvarado, Bryan Gerardo; Blanco Roldán, JorgeItem Búsqueda de bacterias electrogénicas en celdas de combustible microbiano a partir de miel de café(2019) Castro Alvarez, Joice Y.; Fuentes Schweizer, PaolaEl tratamiento de residuos de las distintas actividades agrícolas es de suma importancia para un adecuado manejo de los residuos generados por el sector agroindustrial. El procesamiento del grano del café genera gran cantidad de residuos, más de 300 000 toneladas anuales, entre esos residuos se encuentra el agua residual del proceso de beneficiado, que es conocida como agua miel, el cual contiene una alta carga orgánica y se compone mayormente de celulosa, hemicelulosa y lignina. Una Celda de Combustible Microbiana (CCM) aprovecha el proceso de transformación de la materia orgánica que realizan algunas bacterias y que origina una corriente de electrones, para obtener energía eléctrica; con lo que puede además de ser un método de tratamiento biológico para el agua residual, generar un valor agregado al proceso. El trabajo se centró en la búsqueda de bacterias electrogénicas, presentes en los electrodos del ánodo de las CCM con agua miel de café, capaces de liberar electrones de los procesos de oxidación; además de estimar el efecto de su inoculación en la comunidad microbiana existente en el electrodo del ánodo y en el rendimiento eléctrico de la CCM. Se colocó en el ánodo, de las CCM, agua miel de café en un sistema anaeróbico y amortiguador de sales de fosfato en el cátodo, se utilizó electrodos de grafito conectados por cables eléctricos a un registrador de datos. Se aislaron las bacterias de los electrodos del ánodo, además se amplificó y secuenció el gen ARNr 165 para su identificación. De las nueve bacterias identificadas, ocho bacterias coincidieron con el género Lactobacillus y la otra fue homóloga a Enterobacter. En el estudio de la inoculación; se empleó las bacterias II-1-b (Enterobacter asburiae), II-C1-A (Lactobacillus harbinenesis) y Shewanella oneidensis LGM 19005; se observó que la inoculación de la bacteria II-1-b generó un ligero cambio en la comunidad microbiana del electrodo del ánodo de la CCM...