Facultad de Ingeniería

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https://hdl.handle.net/10893/477

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Examinando Facultad de Ingeniería por Autor "Acuña Polanco, Jaime José"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Caracterización de materiales sólidos como posibles transportadores de oxígeno para un sistema de combustión avanzada
    (Universidad del Valle, 2014) Herrera Vivas, Gustavo Adolfo; Forero Amortegui, Carmen Rosa; Acuña Polanco, Jaime José
    En los últimos años se han venido desarrollando tecnologías que contribuyen a que se minimice el llamado efecto de gases invernadero responsables del cambio climático actual (Edenhofer et al., 2014), gases que en su mayoría son productos de operaciones para la obtención de energía mediante la incineración de combustibles fósiles en contacto con aire. El sistema de combustión con transportadores sólidos conocido como ChemicalLooping Combustion o CLC por sus siglas en inglés, la cual se distingue por su facilidad para separar y capturar el dióxido de carbono presente en las emisiones resultantes del proceso, sin necesidad de una etapa costosa posterior de separación del CO2 de la corriente de gases de combustión obtenida (Adánez et al., 2012a). El proceso CLC consiste en llevar a cabo la reacción de combustión mediante el uso de materiales sólidos transportadores de oxígeno (TO) en remplazo del aire en la combustión convencional, los cuales están compuestos de óxidos metálicos y un inerte que actúa como soporte con el objetivo de aumentar la resistencia mecánica del transportador de oxígeno para luego ser reformados en otra cámara (Dufour y Rodríguez, 2011), donde la selección del transportador sólido es considerada como una parte esencial del diseño y funcionamiento del proceso(Hossain y de Lasa, 2008). Entre otros factores importantes en la elección del transportador se considera su costo y su impacto medioambiental, actualmente se considera prometedor el uso de minerales naturales y desechos de la industria (Adánez et al., 2012a) como es el caso de la Ilmenita (Cuadrat, 2012). En este proyecto se planteó la obtención de minerales en Colombia y la realización de su caracterización para la implementación en el proceso CLC, los estudios constaron en la distribución granulométrica por tamizaje, análisis de resistencia a la rotura, análisis semicuantitativo elemental y de morfología por medio del uso del microscopio electrónico MEB/EDS, la identificación de fases cristalinas mediante la difracción de rayos X o DRX y por último el análisis de área superficial y tamaño de poros mediante el método BrunauerEmmett-Teller a las muestras obtenidas.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Estudio de captura de SO2 mediante adsorción con calizas de las regiones del Valle del Cauca y Cauca
    (Universidad del Valle, 2015) Polo Trochez, Edwin Oswaldo; Pereira Palacios, Alexander; Acuña Polanco, Jaime José; Forero Amortegui, Carmen Rosa
    Con el fin de reducir el impacto amiental generado por las emisiones de dioxido de azufre (SO2), se estudio el comportamiento de algunas calizas de los departamentos del Valle dl Cauca y Cauca como sorbentes de SO2, en un sistema de combustión tipo mufla en el cual, se calcinaron y sulfataron (haciendolas reaccionar con una corriente gaseosa con presencia de SO2) a condiciones dadas de presion temperatura y diámetros de particula de las ccalizas. Una vez realizados los ensayos de adsorcion se determinó la capacidad de captura de SO2 de cada caliza calculando el azufre retenido en cada una de estas al final de cada prueba experimental empleando un sulfurómetro modelo S632 marca Leco del Laboratorio Combustion Combustiles de la Universidad del Valle. Para las pruebas experimentales se traajo a una temperatura fija de 850C presion atmosferica local de aproximadamente 750 mmHg, dos rangos para el diametro de particula (Dp) en las calizas (uno bajo comprendido entre los tamaños 106-50 um y uno alto comprendido entre los tamaños 180-300 um - obtenidos luego de realizar la operacion de tamizado de cada caliza)
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    PublicaciónAcceso abierto
    Influencia del tiempo de precalentamiento y rugosidad en la obtención de un recubrimiento de alúmina /Titania y níquel depositados por la técnica de proyección térmica para aplicaciones en barreras térmicas
    (Universidad del Valle, 2018) Navarrete Pino, Bryan Yair; Jurado Montano, Arturo; Acuña Polanco, Jaime José
    En esta investigación, se estudiara la influencia de la variación de la rugosidad y el tiempo de precalentamiento en la obtención de los recubrimientos cerámicos de base Alúmina - Titania (87% Al2O3 - 13% TiO2) y Níquel (95 %Ni ¿ 5% Al) sobre sustratos de acero inoxidable 316l obtenidos por la técnica de proyección térmica por llama oxiacetilénica utilizando como material de partida polvos de tamaño nanométrico para aplicaciones como barreras térmicas. Se depositaron recubrimientos de óxido de aluminio ¿ Oxido de Titanio (87% Al2O3 - 13% TiO2 ) y Níquel (95 %Ni ¿ 5% Al), en donde se estudiaron y se analizaron mediante las técnicas de caracterización de difracción de rayos X (DRX), el cual permitió corroborar que los recubrimientos obtenidos por la tecnica de proyeccion termica presentaron patrones similares y no mostraron cambios en las direcciones cristalograficas al compararlo con el material base, sin embargo no se mostraban las fases presentes en el recubrimiento. Por medio de espectroscopia Raman se conocieron las fases presentes y se identificaron los modos vibracionales del material, mostrando la presencia de la fase ¿- Al2O3 más conocida como el corindón, que es una fase estable y aporta buenas propiedades como su alta dureza, resistencia al desgaste, resistencia al ataque químico, estabilidad térmica y alto punto de fusión. Se evaluó la porosidad y se estudió el efecto de la variación de la temperatura del material para ver su comportamiento térmico por medio de la rampa de calentamiento y ver su desempeño frente al porcentaje de porosidad y resistencia a la corrosión, y se logró determinar que los recubrimientos obtenidos a 120 segundos de 2 ¿m y 5 ¿m presentaron una corriente de corrosión mucho más baja y los potenciales tienden a ser más positivos y con menor cantidad de porosidad, que fueron de (4,352% - 4,093%) y (8,924% - 6,035%) respectivamente. Se analizó la rugosidad media por medio del ensayo de perfilometría, y se observó que los recubrimientos obtenidos a tiempos de precalentamiento de 120 segundos con rugosidad de 2 ¿m y 5 ¿m presentaron rugosidades más bajas, comportamiento que es atribuido a que la mayor cantidad de partículas se encuentran fundidas y semi-fundidas en mayor proporción generando una estructura con mayor grado de compactación que se corroboraron con micrografías SEM donde se analizaron los espesores de los recubrimientos. Con el fin de observar el comportamiento al desgaste se hizo el ensayo de pin sobre disco basado en la norma ASTM G99, y se observó que el coeficiente de fricción del acero a partir de 12500 ciclos aumenta, mientras que los recubrimientos obtenidos a 120 segundos con 2 ¿m y 5 ¿m a partir de 10000 ciclos disminuyen, lo cual es positivo e indica que los recubrimientos presentan buena resistencia al desgaste. Finalmente se evaluó la resistencia a la corrosión de los recubrimientos, mostrando que los recubrimientos obtenidos a 120 segundos con 2 ¿m y 5 ¿m presentaron mejor resistencia a la corrosión
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    PublicaciónAcceso abierto
    Preparación y caracterización de transportadores solidos de oxigeno basados en Fe y Mn modificados con CuO para combustión con captura de Co2.
    (2019-11-05) Orrego Salamanca, Alvaro Javier; Acuña Polanco, Jaime José; Forero Amortegui, Carmen Rosa
    El uso de materiales naturales basados en óxidos de hierro y manganeso constituyen una opción viable como transportadores sólidos de oxígeno, para el proceso de Chemical Looping Combustión (CLC), que se caracteriza por realizar una combustión completa sin penalización energética en la separación de los gases de combustión con captura de CO2. Se empleó la impregnación Incipiente para mejorar las propiedades físicas, químicas y mecánicas de dos minerales basados en óxidos de hierro y manganeso. Ambos minerales se impregnaron con Cu(NO3)2.3H2O para generar transportadores a tres concentraciones (1.6%, 3.5% y 5.0%) en peso de CuO. Las muestras fueron caracterizadas por DRX, FRX, SEM, EDS, BET y resistencia mecánica. Los resultados indican que en los TSO de hierro aparecen las fases Hematita (Fe2O3) y Magnetita (Fe3O4), y en los de manganeso Rodonita (MnSiO3), Cuarzo (SiO2) y Tridimita (SiO2). Ambos TSO modificados (Fe y Mn) tienen baja área superficial, y alta capacidad de transporte, pero disminuye, a medida que incrementa el porcentaje de impregnación del CuO. Se evaluó la conversión de los TSO en una termobalanza gravimétrica (TGA). Se empleó metano e hidrógeno como combustibles diluidos con nitrógeno para las pruebas, a una temperatura de 950°C, realizando tres ciclos de oxidación-reducción y purgas con nitrógeno N2.