Browsing by Author "Ortega Chandia, Ignacia Ivonne"

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    Modelación de un gasificador de biomasa de tiro descendente para la producción de un combustible sostenible de aviación.
    (Universidad de Concepción, 2024) Ortega Chandia, Ignacia Ivonne; Blanco Machín, Einara
    En Chile, la mayoría de los residuos forestales generados en terrenos de plantación son gestionados de forma ineficiente, siendo quemados ocasionando significativos impactos ambientales. Aunque no se logró cuantificar con precisión la cantidad de residuos disponibles en terreno, este estudio se centró en los residuos provenientes de la industria del aserrío. A nivel nacional, el 1.03% de estos residuos corresponde subproductos destinados a regalar, el 1% a residuos acumulados, mientras que el 98% restante es destinado a autoconsumo y comercialización. Como alternativa para valorizar estos residuos, esta investigación propone su gasificación como una estrategia para producir un gas de síntesis apto para la generación de biocombustibles sostenibles para aviación. El objetivo principal de esta investigación es modelar un sistema de gasificación de biomasa en un gasificador de corriente descendente, evaluando su viabilidad técnica, económica y ambiental con el propósito de contribuir a la descarbonización del sector aeronáutico. La hipótesis plantea que el uso de un gasificador de corriente descendente incrementa la eficiencia de conversión del carbono, produciendo un gas con un alto contenido de hidrógeno y monóxido de carbono, lo cual es favorable para la síntesis de combustibles sostenibles mediante el proceso Fischer-Tropsch. Para abordar este objetivo, se desarrollaron y evaluaron cuatro modelos basados en un enfoque de equilibrio termodinámico no estequiométrico. El modelo M1 es un modelo de equilibrio no estequiométrico puro, el modelo M2 posee una restricción en el contenido de metano, el modelo M3 considera una restricción cinética que determina la tasa de gasificación aparente y finalmente las dos restricciones mencionadas anteriormente se implementan juntas en el modelo M4. Los resultados indicaron que los modelos M2 y M4 presentaron la mayor precisión, con un error normalizado medio cuadrático (NRMSE) promedio de 0.08 cada uno. Tras validar los modelos utilizando datos experimentales reportados en la literatura, se aplicaron al estudio de la gasificación de aserrín de pino en un gasificador de corriente descendente utilizando aire como agente gasificador. Los análisis mostraron que, bajo condiciones operativas de tiempo de gasificación superior a 30 minutos, relación de equivalencia (ER) de 0.32 y contenido de humedad (MC) del 10%, se alcanzan eficiencias de conversión del carbono mayores al 90%. Se realizó un análisis económico y ambiental preliminar que demostró la viabilidad de implementar un sistema de gasificación, evidenciando tanto beneficios económicos como ambientales. Sin embargo, este análisis se limitó exclusivamente a la etapa de gasificación. Para obtener una evaluación más completa, es necesario incorporar el proceso de síntesis de Fischer-Tropsch, lo que permitiría un análisis económico y ambiental más detallado y verificará si el biocombustible producido cumple con los requerimientos técnicos, económicos y normativos del sector aeronáutico.
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