PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN (AGOSTO DE 2014)



Dra. Rosalba Fuentes Ramírez

"Estudio de la dinámica de transferencia de carga en las celdas solares sensibilizadas con  Hibiscus Sabdariffa".

RESUMEN

En la búsqueda de lograr una mejor conversión de energía solar se han desarrollado nuevos tipos de celdas solares de diversos materiales, sin embargo, algunas de ellas engloban altos costos en su producción; por ello un gran número de científicos investigan materiales que permitan obtener una mayor absorción de energía radiante y que a la vez sean menos costosos.

Una alternativa son las celdas solares sensibilizadas (DSSC), las cuales  tienen el potencial de ser más económicas por el bajo costo de la materia prima y bajos requerimientos de manufactura en relación a las celdas solares tradicionales.  En este proyecto se propone utilizar Hibiscus Sabdariffa en el fotoelectrodo para sustituir al colorante a base rutenio,  utilizado actualmente pero con un  costo elevado. Se pretende reportar la construcción y el estudio de la dinámica de transferencia de carga para la DSSC sensibilizada con extracto de HibiscusSabdariffa.  Se buscará determinar el grupo encargado del anclaje entre la antena de recepción de luz y la fase semiconductora por medio de la implementación de técnicas espectroscópicas. El estudio de la dinámica de transferencia de carga permitirá conocer el comportamiento termodinámico, cinético y fotoelectroquímico de la DSSC; es decir, conocer la curva de energía de encendido/apagado, curva de descarga, eficiencia de fotocorriente de fotón incidente, tiempo de vida del electrón en la celda Grätzel.

Dr. Ignacio Galindo Esquivel

"Degradación de colorantes por oxidación foto-asistida con materiales compositos nanométricos de TiO2 y compuestos derivados del grafíto"

RESUMEN

En la actualidad, la contaminación del agua por colorantes provenientes de diversas industrias, como la textil, se ha convertido en uno de los principales problemas ambientales y de salud. El estudio de la disminución y eliminación en el vertido de los contaminantes es de gran importancia, ya que las sustancias son de difícil eliminación por los tratamientos tradicionales. Por lo anterior, se han desarrollado diferentes procesos de tratamiento de efluentes buscando sean más eficientes. El TiO2 es un semiconductor comúnmente usado en la fotocatálisis, debido a las diferentes propiedades que presenta: su alta estabilidad química, no es tóxico, bajo costo y alta actividad fotocatalítica. Sin embargo, ha sido reportado que la actividad fotocatalítica, es limitada debido a la larga banda gap (3.2 eV) y una baja propiedad de absorción, que se puede incrementar con el aumento del área superficial del semiconductor. Es por esta razón, que en el presente trabajo, se intenta probar la hipótesis, de que materiales compositos de TiO2 y algunos compuestos de carbono (óxido de grafito, óxido de grafeno y Grafeno),  pueda tener algún efecto sinérgico con respecto a la actividad fotocatalítica que presenta el TiO2 por sí sólo. La importancia de aumentar la actividad fotocatalítica, se centra principalmente en que se tenga una absorción de moléculas orgánicas contaminantes, lo cual conlleva a tener una alta degradación de dichas moléculas, por medio de la radiación de luz UV y visible, para la excitación del fotocatalizador.

Dr. Arturo Alfaro Ayala

“Estudio de colectores solares por medio de CFD”

RESUMEN

Desarrollar modelos geométricos de colectores solares que permitan predecir su desempeño térmico e hidráulico por medio de la dinámica de fluidos computacional (CFD).

Dr. Alberto Aguilera Alvarado

“Simulación de perfiles hidrodinámicos y de temperatura de un gasificador tipo ‘Down Draft’ con validación en Planta a nivel Semi-industrial”

RESUMEN

Se ha construido una planta semi-industrial para obtención de SynGas, como ejemplo de producción de energía alternativa a partir de desechos de fuentes urbanas y agrícolas como: residuos orgánicos de centrales de abasto, residuos vegetales de jardines y áreas verdes a cargo de administraciones municipales, agrícolas como: trozos de madera y esquistes desechos de la cosecha de trigo y otras gramíneas.

Actualmente ya se ha realizado una primera etapa de simulación por CFD de este gasificador tipo"DownDraft", como reactor de operación homogénea y se cuenta con resultados interesantes al respecto. El caso a desarrollar en esta investigación es incorporando elementos de tratamiento y granulación de la materia prima, que a su vez imponen un equipo del tipo empaquetado con las briquetas preparadas para tal efecto. El caso a estudiar en este proyecto tiene que ver con el efecto para la intensificación del proceso de producción de SynGas incorporando en CFD aspectos  hidrodinamicos, de reacción y control efectivo de los perfiles de temperatura que mejoren la cantidad y calidad del energético alternativo a producir.

Para tal efecto se cuenta con un proyecto a desarrollar con la empresa  4e POWER AND FUELS S.R.L.  sede en la Ciudad de Salamanca y con la infraestructura de cómputo trabajando para llevar a cabo este proyecto de Maestría.

“Simulación de perfiles hidrodinámicos y de temperatura de un gasificador tipo ‘Fluidizante’ para residuos orgánicos municipales”

RESUMEN

Con los mismos antecedentes que el anterior, pero siguiendo los lineamientos internacionales de tecnología en este campo indicando que la operación por fluidización rinde resultados mejorados. La empresa 4e POWER AND FUELS S.R.L. desea explorar esta tecnología comenzando con pruebas a nivel laboratorio, se cuenta con dos equipos de fluidización visuales: El más pequeño para visualización bidimensional y el más grande, de vidrio de 4 pulgadas  cilíndrico, además de un reactor de acero inoxidable de 4 pulgadas, en el que podrían hacer las corridas comprobantes de la operación. El proyecto, se centraría en desarrollar un modelo por CFD de simulación de la obtención de SynGas por medio de fluidización.

Dr. Martín Picón Núñez

"Efecto de la variación de la caída de presión por fricción y por cambios de velocidad en el diseño de equipo de transferencia de calor multi paso".

Dr. Jesús Isaac Minchaca Mojica

"Estudio del enfriamiento de superficies calientes bajo condiciones de interés industrial"

Dr. Salvador Hernández Castro

"Integración energética de un proceso para la producción de combustible renovable para aviación"


RESUMEN

Debido a la inestabilidad en la producción de petróleo, así como al alto impacto ambiental producto de la quema de combustibles fósiles, en años recientes la investigación en torno a la producción de biocombustibles ha tomado gran importancia.  En años recientes se ha incrementado el interés en la producción de combustible para avión a partir de fuentes renovables. Sin embargo, debido a que la producción de dicho combustible requiere altas cantidades de hidrógeno, el costo del mismo es alto. Así pues, en este proyecto se buscará reducir el costo de producción a través de la integración energética del proceso, en particular de la etapa de separación de las fracciones de hidrocarburos. La reducción de los requerimientos energéticos en el tren de separación debe tener como consecuencia una reducción en el costo de producción así como en el impacto ambiental del proceso.

Dr. Fernando Israel Gómez Castro

"Determinación de la Localización Óptima de una Planta de Producción de Pellets de Biomasa Residual"

RESUMEN

La biomasa residual se ha convertido en fuente de contaminación debido a que no se cuenta con una estrategia apropiada para su disposición. Esta biomasa es usualmente quemada de manera directa, lo cual tiene como consecuencia la emisión de gases de efecto invernadero. Una manera de dar uso a la biomasa residual es a través de su procesamiento para la obtención de pellets combustibles, los cuales pueden ser empleados en distintas industrias, por ejemplo la industria ladrillera. Dichos pellets son, debido a su naturaleza renovable, un tipo de biocombustible sólido que permite reducir el impacto ambiental al evitar la quema directa de biomasa. Sin embargo, con el fin de que la producción del biocombustible resulte completamente sustentable y económica, es necesario determinar la localización de la planta donde este será producido, lo cual involucra aspectos económicos, ambientales y sociales. Así pues, en este proyecto se desarrollará un modelo matemático que permita establecer la zona en la cual se debe colocar la planta, de manera que la producción de lleve a cabo con el menor impacto socio-ambiental posible y a un bajo costo. El modelo se resolverá a través de técnicas de programación matemática mixta entera.


Dr. Juan Gabriel Segovia Hernández

"Optimización de un Proceso basado en Destilación Reactiva para la Producción de Silanos"

Dra. Guadalupe de la Rosa Álvarez

“Optimización de la Producción de Enzimas Celulolíticas a partir de Microorganismos Metilotróficos aislados de la Filósfera para fines de producción de biocombustibles”