Desarrollo de nuevas métricas radiométricas para la estimación de la temperatura de la llama y el poder calorífico en la combustión de pellets con variabilidad de humedad, y su relación con la emisión de material particulado.
| dc.contributor.advisor | Sbárbaro Hofer, Daniel Gerónimo | es |
| dc.contributor.advisor | Garcés Hernández, Hugo Omar | es |
| dc.contributor.author | Castillo Rivera, Fernando Antonio | es |
| dc.date.accessioned | 2025-12-18T18:11:42Z | |
| dc.date.available | 2025-12-18T18:11:42Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description | Tesis presentada para optar al grado de Doctor/a en Ciencias de la Ingeniería con mención en Ingeniería Eléctrica. | es |
| dc.description.abstract | La combustión de pellets de biomasa presenta variaciones relevantes en rendimiento energético y emisiones, dominadas por la calidad del combustible y, en particular, por su contenido de humedad, lo que motiva el desarrollo de metodologías ópticas de monitoreo rápido, no intrusivo y de bajo costo. En esta tesis se plantea y valida la hipótesis de que la información radiométrica contenida en los espectros de emisión de la llama permite estimar variables térmicas y energéticas del proceso, habilitando la comparación objetiva entre marcas/condiciones de pellet y el análisis de su vínculo con emisiones particuladas. En primer lugar, se definen y proponen variables radiométricas para caracterizar la combustión, incluyendo la radiación continua total (TCR), la energía continua total (TCE), la emisividad, el Poder Calorífico óptico (OCP), la temperatura, y las intensidades de Na (589.4 nm) y K (766.5–770.1 nm) como trazadores alcalinos. Luego, se registraron espectros VIS–NIR (450–900 nm) durante la combustión controlada de cinco tipos de pellet bajo distintas humedades (aprox. 5–15%), permitiendo estimar dichas variables de manera consistente a lo largo del ciclo de combustión. Las métricas radiométricas, en particular el OCP, permiten categorizar el desempeño energético de las condiciones ensayadas, lo que se confirma mediante su alta asociación con el poder calorífico neto medido (HOC) (r ≈ 0,95). Paralelamente, el aumento de humedad elevó las concentraciones de PM2,5 y PM10, y se observó una correlación negativa moderada entre TCR/OCP y estas métricas (r ≈ −0,58), conectando cuantitativamente el deterioro radiométrico con el impacto ambiental. Sobre esta base, se estimó el poder calorífico mediante regresión lineal respecto de HOC y, adicionalmente, se aplicó regresión PLS utilizando los espectros adquiridos durante el periodo de combustión, alcanzando un desempeño global de predicción R2 global ≈ 0,85 y error medio absoluto < 4%. Finalmente, se implementó un esquema de sensado multiespectral de bajo costo mediante recuperación espectral de Maloney–Wandell, obteniendo mapas 2D de temperatura, TCR e intensidades alcalinas para monitorear la llama en el tiempo, aportando una herramienta práctica para el seguimiento y eventual control de procesos de combustión. En conjunto, la tesis consolida una metodología radiométrica y quimio-óptica para clasificar pellets según desempeño energético, humedad y su relación con las emisiones particuladas, con protección a monitoreo y optimización en sistemas reales. | es |
| dc.description.campus | Concepción | es |
| dc.description.departamento | Departamento de Ingeniería Eléctrica | es |
| dc.description.facultad | Facultad de Ingeniería | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, Beca Doctorado Nacional 21212151 | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, Proyecto Fondecyt regular N°1220903 | es |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.udec.cl/handle/11594/13517 | |
| dc.language.iso | es | es |
| dc.publisher | Universidad de Concepción | es |
| dc.rights | CC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Análisis espectral | es |
| dc.subject | Biomasa | es |
| dc.subject | Combustión | es |
| dc.subject.ods | ENERGÍA asequible y sostenible | es |
| dc.subject.ods | INDUSTRIA, innovación, infraestructura | es |
| dc.subject.ods | Acción CLIMÁTICA | es |
| dc.title | Desarrollo de nuevas métricas radiométricas para la estimación de la temperatura de la llama y el poder calorífico en la combustión de pellets con variabilidad de humedad, y su relación con la emisión de material particulado. | es |
| dc.type | Thesis | en |