Máster Universitario en Ingeniería Química

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Ingeniería de Detalle de una plataforma flotante para la producción de Hidrógeno y Amoniaco off-shore con estación de carga para buques
(2025) Santos Moreno, Juan; Iranzo Paricio, Jose Alfredo; Ingeniería Energética
Este Trabajo Fin de Máster desarrolla la ingeniería de detalle y el análisis integral de una plataforma flotante para la producción de hidrógeno y amoníaco verdes mediante energía eólica marina en el Golfo de Cádiz, concebida además como estación de carga para buques. El proyecto abarca el diseño básico hacia una comprensión sistémica que integra los servicios auxiliares, la gestión energética, el control global de planta y la evaluación económica, ambiental y estratégica. En primer lugar, se contextualiza la propuesta dentro de la transición energética y la descarbonización del transporte marítimo, comparando el hidrógeno y el amoníaco como vectores energéticos marinos y revisando proyectos internacionales de referencia. A continuación, se establece el marco normativo aplicable —OMI, MARPOL, SOLAS, IGF/IGC, legislación española y directivas europeas— necesario para garantizar la viabilidad regulatoria de la instalación. La parte central del trabajo desarrolla la ingeniería del sistema offshore, incluyendo el cálculo detallado de los consumos eléctricos, térmicos y de refrigeración; el balance energético global; la integración de servicios auxiliares; y la definición de criterios de diseño para una planta química en entorno flotante. Se estudian estrategias de recuperación de calor, optimización energética y diseño modular, junto con aspectos clave de seguridad, protección ambiental y habitabilidad. Además, se plantea una estrategia avanzada de control plantwide, capaz de gestionar la variabilidad del recurso eólico y asegurar la estabilidad operativa del conjunto. El análisis económico evalúa los costes CAPEX/OPEX, los ingresos previstos, los indicadores de rentabilidad (VAN, TIR y Payback) y los costes nivelados de producción de hidrógeno y amoníaco. Asimismo, se exploran mecanismos de financiación —fondos europeos, colaboración público-privada, PPAs y bonos verdes— y se lleva a cabo un análisis de sensibilidad para identificar los factores más determinantes. Finalmente, el proyecto se contrasta con iniciativas pioneras como OFFSET, PosHYdon o FPSO Green Ammonia, y se analiza su alineación con el Informe Draghi (2024) sobre competitividad europea. El estudio concluye que una planta de estas características es técnicamente viable, regulatoriamente integrable y potencialmente estratégica para España y Andalucía, posicionando a la región como un nodo emergente en la futura cadena de valor del hidrógeno y el amoníaco verdes. El trabajo identifica también limitaciones y líneas futuras de mejora, especialmente en ingeniería naval avanzada, modelado dinámico y profundización económica.
Comparison of biogas and biomethane technologies for hydrogen production
(2025) Longhin, Tommaso; García Haro, Pedro; Ingeniería Química y Ambiental
Esta tesis da continuidad al trabajo realizado en la tesis anterior llamada “Basic engineering of a hydrogen production system using biomethane and biogas”. Esta tesis sigue teniendo como objetivo el análisis de nuevos procesos productivos para la obtención sostenible de hidrógeno a partir de gases renovables. Aquí, inicialmente se realiza un análisis energético de los procesos diseñados previamente, seguido por el diseño e implementación de reactores solares, con el fin de reemplazar los reactores tradicionales y así utilizar fuentes de energía renovables. Finalmente, se calcula el LCOH total de cada proceso, evaluando su competitividad y viabilidad.
Análisis técnico-económico de la producción de isopreno a partir de azúcares
(2025) Giambiaggi Dall Orso, Paola; Villanueva Perales, Ángel Luis; Ingeniería Química y Ambiental
El presente Trabajo de Fin de Máster desarrolla el diseño conceptual y simulación, en Aspen Plus, de una planta integrada para la producción de isopreno a partir de isobutanol renovable. El objetivo es aportar conocimiento sobre alternativas de origen biológicos que sustituyan las rutas actuales basadas en materias primas fósiles. La ruta propuesta consta de dos procesos principales. En el primero, el isobutanol obtenido a partir de la fermentación de azucares, se deshidrata sobre gamma-alúmina a 325ºC y 5 bar, alcanzado un 85% de conversión y un 95% de selectividad a isobuteno. La corriente obtenida se somete a un tren de separación donde en primer lugar, se separa el isobuteno junto con los isómeros (productos secundarios). Tras una destilación reactiva, se obtiene el isobuteno y como subproducto los isómeros. Por otra parte, el isobutanol y el agua, se envía a un tren de separación de dos columnas con un decantador en el medio, donde se separa el azeótropo isobutanol-agua. El isobutanol no reaccionado, se recircula a la entrada del reactor. En el segundo proceso, el isobuteno reacciona con formaldehído mediante una condensación tipo prins en fase gaseosa a 300ºC y 1 bar, con relación molar iC4H8/CH2O de 7:1, logrando un 83% de conversión del formaldehído y un 72% de selectividad al isopreno. Se selecciona la variante de una sola etapa, se encuentra en desarrollo, debido a su potencialidad. La corriente obtenida a la salida del reactor se envía a un proceso de separación. Primero se recupera y recicla el formaldehído no reaccionado mediante absorción con agua. Posteriormente, la corriente gaseosa se le quita el agua mediante adsorción, y el restante se envía a un tren de columnas de destilación. En la primera, se obtiene isobuteno que se recircula a la entrada del reactor y en la segunda se purifica el isopreno. En el proceso, se logra obtener isopreno al 99%p/p. Se obtiene una corriente residual de agua con componentes orgánicos cerca del 1%, que se deberá tratar adecuadamente antes de su disposición final. También se obtiene un subproducto valorizable, 3-metilbutiraldehído. Ambos procesos se modelaron en Aspen Plus empleado el método termodinámico NRTL y complementado con Peng-Robinson en los equipos que operaban principalmente con corrientes gaseosas. También se realizó la integración energética con la metodología pinch en Aspen Energy Analyzer. Se identificaron y añadieron dos intercambiadores de proceso, lo que ayudo a reducir el consumo de servicios. El modelo permitió cerrar los balances de materia y energía, integrar térmicamente cada proceso. Los resultados confirman la viabilidad técnica de la ruta biológica a través de isobutanol y sienta base para futuras evaluaciones económicas y ambientales.
Ingeniería básica de una planta de producción de biogás mediante digestión anaerobia a partir de residuos ganaderos y agroindustriales
(2025) Díaz Sánchez, María; Fuentes Cano, Diego Javier; Ingeniería Química y Ambiental
Este trabajo recoge el diseño de una planta de producción de biogás pensada para aprovechar residuos procedentes del sector ganadero y agroindustrial, utilizando un proceso de digestión anaerobia. La idea surge como respuesta a dos problemas importantes: por un lado, la problemática asociada a la gestión responsable de los purines porcinos procedentes de granjas intensivas, que generan emisiones y contaminan acuíferos, y por otro, la acumulación de residuos frutícolas en la industria alimentaria. Lo que se propone es una forma de transformar estos residuos en algo útil, combinándolos en un proceso de codigestión anaerobia que permite obtener biogás, una fuente de energía renovable, y un residuo final (digestato) que puede utilizarse como fertilizante. La clave está en aplicar un enfoque circular: aprovechar lo que antes se veía como un desecho para darle un nuevo valor dentro del propio sistema agrícola e industrial. Además de los beneficios ambientales (como la reducción de emisiones y la mejora en la gestión de residuos), el proyecto plantea una solución práctica y aplicable a otras zonas rurales. La idea es que pueda integrarse fácilmente en entornos agroindustriales reales, sin requerir infraestructuras complejas. Se ha intentado que el diseño sea lo más eficiente y adaptable posible, teniendo en cuenta tanto el aprovechamiento de recursos como las políticas actuales de descarbonización y la normativa vigente. Todo ello con el objetivo de ofrecer una alternativa realista y útil dentro del ámbito de la bioenergía.
Ingeniería básica de una planta de refinado de aceite de orujo crudo de oliva
(2025) Jurado Luna, Marina; Fuentes Cano, Diego Javier; Ingeniería Química y Ambiental
Este Trabajo Fin de Máster tiene como objetivo el desarrollo de la ingeniería básica de una planta destinada al refinado de aceite de orujo crudo de oliva, un subproducto generado a partir del proceso de extracción del aceite de oliva en las almazaras. Este proyecto abarca el diseño de una instalación con capacidad para procesar 150 toneladas diarias de materia prima, cumpliendo con los requisitos normativos tanto a nivel nacional como internacional para la obtención de un aceite comestible y comercializable. A través de un análisis técnico se describen detalladamente las operaciones unitarias necesarias (descerado, desgomado, neutralización, lavado, secado, decoloración y desodorización), así como la selección de las tecnologías más adecuadas para cada etapa del proceso. El diseño también contempla el balance de materia y energía, así como la implementación de soluciones para el tratamiento de residuos y efluentes, todo ello enmarcado dentro de los principios de sostenibilidad y valorización energética del sector del olivar. Además, se incluye una propuesta de aprovechamiento energético a partir de residuos de la propia industria (como es el caso del orujillo), que permite satisfacer la demanda térmica del proceso industrial, mejorando así la eficiencia global de la planta y reduciendo su impacto ambiental. Finalmente, se cerrará el proyecto con la implantación de la planta y unas conclusiones.
Modelado y comparativa de gasificación de biomasa residual para obtención de hidrógeno verde. Aplicación para la estimación de syngas obtenido a partir de residuo de industria olivarera de Sevilla.
(2024) Martín Maeso, Alba María; Ronda Gálvez, Alicia; Ingeniería Química y Ambiental
Este trabajo fin de máster se centra en el modelado y comparativa del proceso de gasificación de biomasa residual con el objetivo de producir hidrógeno verde, siendo actualmente una herramienta clave para la transición energética. El aprovechamiento de residuos biomásicos contribuye a la reducción de la dependencia de combustibles fósiles y a la mitigación del cambio climático, así como a la valorización de residuos. En primer lugar, se ha realizado una comparativa entre las tecnologías de gasificación empleadas y destacan las ventajas de los reactores de lecho fluidizado burbujeante que ofrecen un mayor control térmico y una elevada eficiencia en la conversión de biomasa. Además, se compara la gasificación de biomasa con otras tecnologías de producción de hidrógeno, distinguiéndose la gasificación de biomasa residual debido a que ofrece una menor huella de carbono y es una opción competitiva en áreas con abundancia en biomasa. Posteriormente, teniendo en cuenta resultados bibliográficos se ha obtenido un modelo para predecir y analizar el comportamiento del proceso de gasificación en base a diferentes condiciones operativas de gran influencia que definen la operación como la temperatura de gasificación, teniendo en cuenta factores críticos como el caudal y composición de alimentación. La herramienta Excel, que es fácilmente accesible y usada, es la empleada para la creación del modelo, obteniendo correlaciones que podría llegar a utilizar cualquier industria para mejorar sus procesos de gasificación existentes o empresa que pretenda adentrarse en la obtención de syngas a partir de residuos. Además, a posteriori, se podría realizar un proceso de upgranding para obtener hidrógeno verde. Los resultados del modelado han indicado que, bajo condiciones óptimas de temperatura y relación proporcional de agente gasificante a biomasa, es posible alcanzar elevados rendimientos finales de gas de síntesis. Finalmente, el modelo se ha aplicado para la estimación de syngas a partir de los residuos de la industria olivarera de Sevilla, determinando que utilizando las 225.000 toneladas anuales generadas de orujillo se podría obtener mediante un proceso de gasificación a 855 ºC hasta 9,8.107 Nm3 al año de gas de síntesis con un poder calorífico aproximado de 22,60 MJ/Nm3. En definitiva, la gasificación de biomasa residual es una tecnología prometedora para la producción de hidrógeno verde, con beneficios en términos de sostenibilidad ambiental y viabilidad económica, siendo posible la optimización del proceso al variar las condiciones de operación e integrando tecnologías avanzadas de separación de hidrógeno.
Stationary simulation of an alkaline electrochemical plant in DWSIM
(2024) Márquez Marvizón, Alejandra; García Haro, Pedro; Ingeniería Química y Ambiental
En el presente trabajado de fin de máster se ha creado una herramienta en DWSIM para la simulación estacionaria de una planta de electrólisis alcalina, en la que, introduciendo los parámetros geométricos (área activa y número de celdas) y valores de operación nominales (presión, temperatura de entrada y salida, y potencia), es posible obtener la producción de hidrógeno y oxígeno, y consumos de agua y electricidad de la planta. La simulación incluye un modelo customizado en Python del stack de electrólisis y la simulación del BoP con los modelos estándar de DWSIM. El modelo customizado se basa en un modelo electroquímico semi-empírico, por lo que los parámetros que lo definen deben obtenerse experimentalmente para el modelo específico de stack que se quiera simular. No obstante, también es posible utilizar el modelo para realizar análisis únicamente cualitativos de la influencia de los distintos parámetros en el funcionamiento de la planta. En esta tesis se han utilizado parámetros de la literatura, no de un modelo concreto de electrolizador, y se ha realizado un análisis de sensibilidad para identificar cómo afectan las variables de entrada a los KPIs del stack (producción de hidrógeno, eficiencias, consumo de agua y calor generado). Por otro lado, se han obtenido los valores de entrada que optimizarían la eficiencia del stack, y se ha analizado el impacto que tiene la optimización del stack en el comportamiento de la planta global (incluyendo el BoP). Para ello se ha definido en primer lugar un escenario base, al que se ha hecho el análisis de sensibilidad, y posteriormente un escenario con el stack optimizado. Como principales conclusiones del análisis a nivel de stack, en el rango simulado los parámetros que más afectan a la eficiencia del stack son el área activa y número de celdas, y existe un valor óptimo para los dos parámetros que maximiza la eficiencia de stack. Una manera práctica de analizar la eficiencia global es a partir de la eficiencia de Faraday y eficiencia de voltaje. La primera decrece con el aumento del área activa y número de celdas, mientras que la segunda aumenta con ambas. Antes del punto óptimo de número de celdas y área activa domina la eficiencia de voltaje, lo que implica que aumentar el número de celdas y área aumenta la eficiencia global. Este es el caso del escenario base analizado en esta tesis. Por el contrario, después del punto óptimo de número de celdas y área activa, la eficiencia de Faraday comienza a ser la dominante, y el incremento del número de celdas y área implica la disminución de la eficiencia global. Finalmente, como principales conclusiones desde el punto de vista global, el consumo del BoP es de en torno a un 10% del consumo global de la planta, y está dominado por el consumo para la refrigeración del stack. La influencia de la eficiencia global del stack al consumo del BoP depende de si domina la eficiencia de voltaje o la de Faraday. Si domina la eficiencia de voltaje, aumentar la eficiencia global de stack hace que disminuya el calor generado y, por tanto, disminuya la necesidad de refrigeración (es el caso del escenario base). No obstante, si domina la eficiencia de Faraday, un incremento de la eficiencia global de stack supondría un incremento en el consumo de refrigeración, y el impacto en la eficiencia global del sistema sería menor.
Comparative Life Cycle Assessment of Hydrogen production by Steam Reforming of Natural gas, Landfill gas and Biomethane
(2024) Asaro, Nicola; Alonso-Fariñas, Bernabé; Ingeniería Química y Ambiental
La creciente demanda de sostenibilidad en los procesos de producción lleva a la necesidad de disminuir los impactos ambientales y reducir el potencial de calentamiento global causado por las operaciones industriales. En este estudio, la atención se centra en la producción de hidrógeno, que es un elemento importante y relevante para la generación de electricidad, la industria energética y la calefacción. El hidrógeno podría ayudar realmente a alcanzar el objetivo de la descarbonización, pero su cadena de producción de procesos todavía contiene y produce un número considerable de emisiones. Siguiendo este tema, se analizan materias primas de diferente naturaleza para ser suministradas al mismo método de producción, que es el Reformado con Vapor. El Reformado con Vapor de Metano a partir de gas natural es hoy en día la técnica más utilizada para la producción de hidrógeno, debido a su eficiencia y simplicidad, pero el gas natural es una fuente no renovable y emite una gran cantidad de CO2. Para reducir el impacto ambiental y aprovechar las fuentes renovables y disponibles que ofrece el planeta, se consideran el gas de vertedero y el biometano procedente de la valorización del biogás. El objetivo de este estudio es comparar los tres sistemas para determinar si las fuentes renovables pueden ser realmente una alternativa viable y, en caso afirmativo, identificar cuál ofrece menos impactos. Una vez definidos los tres casos, los datos relativos a los flujos de entrada y salida se han obtenido a través de referencias bibliográficas o se han calculado, con el fin de realizar la comparación. Los resultados se han obtenido utilizando el conocido software SimaPro, donde se han asociado los impactos a cada proceso unitario incluido en las condiciones de contorno. Al final de la comparación, resultó que el Reformado con Vapor a partir de gas de vertedero y biometano genera menos contaminación que el sistema convencional de gas natural. En particular, el biometano encaja mejor debido a su pureza, facilidad de transporte y uso.
Aplicación innovadora de energía solar térmica en procesos de residuos industriales
(2024) Suárez Benavente, Rafael; Navas Herrera, Sergio Jesús; Ingeniería Energética
La regulación política de cambios continuada en el sector industrial buscando la sostenibilidad ambiental para cumplir los objetivos de reducción de emisiones de CO2 hasta llegar a la neutralidad en el año 2.050, ha desencadenado la aparición de diversas fuentes de energías renovables logrando una menor dependencia de los combustibles fósiles y una disminución de emisiones continuada en el tiempo. Este Trabajo fin de Máster se centra en el estudio del comportamiento de un proceso industrial y la viabilidad de incorporar un sistema solar en un proceso de evaporación natural, siendo este un factor limitante en el proceso. La implementación de un modelo a escala permite realizar una comparativa simultánea en el tiempo de un caso con evaporación natural y otro caso con la implementación de la tecnología solar térmica. De este modo, mediante un modelo matemático se fundamenta los resultados obtenidos durante un año natural. La evolución de los resultados obtenidos, confirman la viabilidad de adaptar el sistema desarrollado mejorando la velocidad de evaporación respecto la forma convencional de trabajo mediante evaporación natural, siendo un sistema eficiente para la mejora de su producción.
Análisis técnico-económico de obtención de metanol a través de la reutilización de CO2 procedente de una cementera
(2024) Galván Díaz, Ignacio; Portillo Estévez, Esmeralda; Ingeniería Química y Ambiental
Como continuación de mi trabajo de fin de grado, este proyecto sigue con el mismo objetivo fundamental que es el apoyo en la economía circular de emisiones cero que se ha marcado la Unión Europea para 2050. Siendo una transformación lenta y costosa que se ha ido ralentizando, reduciéndose el tiempo para remediar la catástrofe climática y que puede cambiar la vida del planeta tal y como la conocemos. En este trabajo se propone la transformación de las emisiones de CO2 procedentes de una planta cementera en un producto con valor añadido como el CH3OH. Lo que permite contribuir en la reducción de las emisiones hacia la atmósfera y la obtención de un producto que favorece a la economía circular. Este trabajo abarca desde el sistema de captura de CO2 basado en un sistema de absorción y regeneración de aminas, la simulación de un electrolizador alcalino basado en KOH para la producción de H2 y la simulación completa de la planta de producción de CH3OH. Con los resultados obtenidos, se llevó a cabo un análisis económico para estudiar la viabilidad del proyecto consiguiéndose beneficios en el proyecto lo que lo hace atractivo para llevarlo a cabo.
Diseño, Simulación y Operación de una planta de electrólisis PEM
(2024) Sánchez García, Carlos; García Haro, Pedro; Ingeniería Química y Ambiental
Este trabajo se centra en el estudio de la producción de hidrógeno a partir de electrólisis del agua, la simulación de una planta de electrólisis tipo PEM con una capacidad nominal de producción de H2 de 30 kWth (PCI), y el desarrollo de la ingeniería básica de la planta y los elementos de seguridad y control asociados. El documento abarca la descripción detallada de los procesos principales que tienen lugar en la producción de hidrógeno, compara las distintas tecnologías de electrólisis en desarrollo, considerando las ventajas y limitaciones de cada una de ellas. Asimismo, describe los métodos actuales más comúnmente utilizados para la purificación, la compresión y el almacenamiento del hidrógeno y las especificaciones técnicas de los equipos principales seleccionados para la planta considerada. Además, se presentan los procedimientos de arranque y parada de la planta, así como los modos de operación contemplados, y se detallan los sistemas de supervisión y control diseñados para la operación segura y eficiente de la planta. Finalmente, se incluyen como anexos la memoria de cálculo de los equipos clave para la planta, el diagrama de instrumentación y tuberías (P&ID) de la planta e información sobre la simulación realizada, incluido el balance de materia y energía del proceso diseñado.
Análisis comparativo de almacenamiento de la producción eléctrica fotovoltaica en baterías y pilas de combustible
(2024) Cerrada Galán, Alberto; Lillo Bravo, Isidoro; Vilches Arenas, Luis Francisco; Ingeniería Química y Ambiental
En los últimos años, la problemática relacionada con la gestión energética sostenible se ha vuelto cada vez más estricta. El nuevo tablero energético va generando un mayor interés por diversificar los métodos de producción vía renovable, mediante proyectos híbridos, o con instalaciones heterogéneas en tecnología y antigüedad; paralelamente, van surgiendo cuestiones sobre cómo priorizar la correspondiente seguridad de abastecimiento desde el punto de vista medioambiental, económico y social. La solución que se propone en este trabajo es la del almacenamiento de energía solar fotovoltaica a escala doméstica – industrial. Entre las diversas técnicas existentes a día de hoy, se llevará a cabo una investigación y posterior comparación sobre las tecnologías de baterías frente a los sistemas de almacenamiento que emplean hidrógeno. Uno de los aspectos que cada vez está tomando mayor relevancia en el amplio abanico de fabricantes es la aceleración de la degradación cuando estos equipos funcionan en condiciones dinámicas, lo que se manifiesta en su rendimiento al verse reducidas variables importantes como la eficiencia, capacidad y vida útil.
Análisis Técnico-Económico de una planta de reformado seco
(2023) Córdoba Rodríguez, María; Portillo Estévez, Esmeralda; Ingeniería Química y Ambiental
Este Trabajo de Fin de Máster surge de la creciente problemática que recogen los gases de efecto invernadero, como son el dióxido de carbono y el metano, que provocan el calentamiento global y la mayoría de los desastres naturales que se observan hoy en día. Estos provocan meses de sequías y, posteriormente, diluvios que desembocan la inundación de ciudades, así como la dificultad de producción de alimentos básicos para la sustentación de la población actual. Este trabajo busca estudiar una planta de reformado seco de metano, proceso que consume metano y dióxido de carbono para producir gas de síntesis, producto intermedio más demandado en la industria. Para ello, se propone la simulación de una planta de producción de gas de síntesis a partir de biogás, producto obtenido de la digestión anaerobia de materia orgánica, con el reformado seco de metano y apoyado en el reformado con vapor de monóxido de carbono. Entre las opciones que se baraja en este trabajo, la modelización realizada se apoya de una tecnología emergente como son los microrreactores monolíticos cerámicos y metálicos. Este tipo de reactores permite realizar las reacciones convencionales en espacios más reducidos, evitando tener que invertir en equipos muy voluminosos y ahorrando costes de terreno. De igual manera, se realiza el esquema de una planta integrada energéticamente para evitar el consumo de corrientes auxiliares a partir de herramientas de simulación como Aspen Plus® y se plantean diferentes escenarios de temperatura de operación y configuraciones para determinar aquel en el cual se obtiene una mejor producción, mediante el estudio del comportamiento de cada escenario. El objetivo es realizar un análisis tecno-económico completo de la planta, validando el método elegido mediante datos experimentales y bibliográficos. Así mismo, se pretende conocer la rentabilidad económica de la misma y su posible escalado para conseguir una producción industrial teniendo en cuenta los diferentes escenarios simulados y analizados, eligiendo para el escalado aquella configuración que proporcione mayores beneficios económicos y/o menores costes de equipos y servicios auxiliares.
Production of adsorbents derived from nut shells for H2S removal
(2022) Maiello, Angela; Gutiérrez Ortiz, Francisco Javier; Ingeniería Química y Ambiental
The goal of this study is to investigate the removal of H2S from biogas, a sustainable gas made from the anaerobic digestion of organic waste, using adsorbents deriving from organic waste materials as precursors. The elimination of H2S is a critical step in biogas cleaning since this component can cause premature equipment deterioration, sulphur emissions as SO2 upon combustion and requires a significant cost. Due to the high cost of activated carbon, the key goal is to identify low-cost novel adsorbents for desulphurization. To this aim, different kind of nut shells were individuated among the wastes of the food industry, and walnuts and almond shells were selected for their large availability and specific properties as precursors of adsorbent materials. These two precursors were chosen because of the great production amounts available in both Italy and Spain; due to the high production, a substantial quantity of shells suitable for use as adsorbents may be obtained. In this study, both almonds and walnuts are produced in Spain, in particular originating in the municipality of El Arenal (Avila), located in the autonomous community of Castile and Leon. The experimental study was carried out in the Department of Chemical and Environmental Engineering at the University of Seville (US). To produce adsorbents, initially a jaw mill and a blade mill were used to grind the shells; then, an electromagnetic sieve was utilized to get the desired grain size; and finally, a tubular furnace was used for the activation steps, leading to the production of the final adsorbents. A fixed bed column was employed for the adsorption experimental campaigns, having a height of 430 mm and a diameter of 30 mm. Experimental tests were carried out at room temperature and atmospheric pressure, aiming at testing the H2S adsorption capacity of the produced adsorbents, while selecting the best performance for desulphurization of a model biogas.
Estudio técnico-económico de una planta de producción de electricidad vía gasificación de biomasa y producción de hidrógeno
(2022) Cobos Limones, Antonio Jesús; García Haro, Pedro; Guerra Huilca, Karla Belén; Ingeniería Química y Ambiental
En el proyecto se parte de una breve introducción en la que se expone de manera general cómo la sociedad tiende a emplear cada vez más las fuentes de energías renovables e intenta desvincularse de las fuentes fósiles. Por otra parte, se exponen las diferentes tecnologías en la producción de hidrógeno, haciendo énfasis en las diferencias entre el hidrógeno obtenido a partir de fuentes fósiles y todas las alternativas que se presentan en la obtención de hidrógeno renovable, destacando tecnologías como la electrólisis o la gasificación. Una vez planteada la obtención de hidrógeno a partir de gasificación de biomasa, se introducen algunos problemas que presenta el hidrógeno en su combustión, así como tres modelos de turbinas capaces de emplear hidrógeno como combustible. En base a estos tres modelos de turbinas, se desarrolla el estudio que se recoge a lo largo del proyecto, donde, partiendo de un balance de materia para la obtención de 400 MWe, se consigue hacer el dimensionado de una planta de gasificación capaz de producir el hidrógeno necesario para ello. Por último, para ver la viabilidad de la construcción de la planta, se realiza un estudio económico donde se calcula el precio del kWh según el modelo de turbina seleccionado.
Instalación y puesta en marcha de una unidad de laboratorio de electrodiálisis
(2021) Fernández Pérez, Manuel; Arroyo Torralvo, Fátima; Vilches Arenas, Luis Francisco; Ingeniería Química y Ambiental
En este trabajo se ha realizado un estudio bibliográfico sobre el estado del arte actual de una tecnología de membranas, la electrodiálisis, tanto convencional como con membranas bipolares. Se ha realizado el diseño y montaje de una instalación convencional de electrodiálisis de laboratorio, así como los protocolos de puesta en marcha, operación y apagado. Se han realizado ensayos para verificar el correcto funcionamiento del sistema, comprobando el efecto de las variables del proceso (concentración de sales en la alimentación, la corriente aplicada, y el número de membranas). Para comparar los resultados con los definidos en la referencia consultada, se han empleado como alimentación soluciones de NaCl. Además de las variables de operación, se ha medido la evolución con el tiempo de la conductividad y el volumen de líquido contenido en los distintos circuitos, la intensidad de corriente y la diferencia de potencial eléctrico y, como consecuencia, el gasto energético necesario para llevar a cabo la separación.
Diseño de planta de fabricación de koh en continuo por electrodiálisis
(2022) Siria López, Plácido; Cubero Moya, Andrés; Ingeniería Química y Ambiental
Este Trabajo Fin de Máster se basa en el diseño de una planta de producción de hidróxido de potasio (KOH) al 50%, la cual cuenta con una capacidad de 200 toneladas diarias de potasa caustica pura mediante la tecnología electrolítica de celdas de membrana. En primer lugar, se ha realizado una descripción de las posibles alternativas de producción de KOH industrial con un enfoque centralizado en la tecnología de membrana, enfatizando en la producción mundial y las aplicaciones industriales de este producto, ya que es la base de diseño de este proyecto sumado a que se trata de una tecnología disruptiva y de futuro dentro de la industria cloro alcalina. Posteriormente, se ha desarrollado en profundidad el proceso de producción de hidróxido potásico en todas sus etapas, desde los procesos iniciales de purificación y pretratamiento de la materia prima hasta la etapa de purificación final. Y a su vez, una vez establecidas las bases del proyecto se muestra el diseño de todos los equipos, líneas y las distintas etapas unitarias que intervienen en el proceso. Por último, se ha llevado a cabo la implantación 3D del proceso productivo a través del software AutoCad Plant 3D según las directrices y cálculos justificados en la memoria.
Optimización red de condensados de vapor. Migasa Aceites S.L.U
(2022) Gómez Moeckel, Leticia; Fernández Baco, Custodia; Ingeniería Química y Ambiental
La eficiencia energética es uno de los objetivos cada vez más perseguidos en el sector industrial. Por ello, en el presente Trabajo Fin de Máster se estudia y detalla uno de los proyectos que a día de hoy estoy llevando a cabo en la empresa Migasa Aceites, S.L.U. El proyecto y, por ende, el presente trabajo consiste en el estudio y mejora de la red de distribución de vapor y condensados de la refinería de aceite de Migasa, Dos Hermanas. Se detalla la situación actual del sistema de vapor, desde la generación, distribución y el retorno de condensados; identificando las deficiencias y/o oportunidades de mejora del sistema. Se plantean diferentes propuestas de mejora del sistema de vapor, siguiendo la normativa y recomendaciones de los mayores especialistas en el sector del vapor. Se presenta una reestructuración de la red de retorno de condensados de planta, así como un plan de mantenimiento de los diferentes equipos y accesorios que no se encuentran en buen estado. Así mismo, se realiza un estudio energético y económico para la validación y puesta en marcha del estudio de mejoras planteado. Con este trabajo se persigue aumentar el rendimiento, minimizar las pérdidas, ahorrar energía, buscar sistemas seguros y eficientes, conocer a fondo y controlar el proceso, fomentar el mantenimiento y generar menos emisiones de CO2.
Análisis comparativo del ciclo de vida en la producción de aceite de oliva en olivar tradicional y superintensivo
(2022) Tello Castillo, Paulina; Alonso-Fariñas, Bernabé; Ingeniería Química y Ambiental
Los sistemas superintensivos han mostrado una fuerte reducción de costos debido a su alto nivel de mecanización, pero pueden generar mayores impactos ambientales en comparación con los sistemas tradicionales, debido a una alta dosis de pesticidas y fertilizantes aplicados y a la mecanización total desde la siembra hasta la cosecha. El presente Trabajo de Fin de Máster (TFM) tiene como objetivo comparar la huella ambiental de las dos tipologías de cultivo más empleadas en la actualidad: el cultivo tradicional de la provincia de Jaén y el superintensivo o en seto del sur de Portugal, por ser estas dos zonas donde predominan uno y otro. Para el estudio se empleará la metodología del Análisis de Ciclo de Vida (ACV) siguiendo la norma UNE-ISO 14044. Las hectáreas de cultivo tradicional disponibles en Jaén son aproximadamente 354.000, mientras que en Portugal los olivares con disposición en seto ocupan 111.000 ha. En primer lugar, para calcular la huella ambiental de los aceites se establecen los límites del sistema a estudiar que abarcan desde el cultivo de las aceitunas en el olivar hasta la producción de aceite de oliva virgen. Además, en el sistema se incluye el refinado de los aceites que no son vírgenes, como es el lampante y el orujo, así como la valorización de las corrientes residuales generadas. La unidad funcional de los sistemas es un kilogramo de aceite de oliva virgen. A continuación, se analizan los inventarios de ciclo de vida de ambos cultivos. En ellos se recogen las entradas, salidas, corrientes intermedias, emisiones, co-productos y productos de cada una de las etapas que forman de la producción de aceite de oliva virgen. Tras la fase de análisis los inventarios, se realiza la evaluación del impacto del ciclo de vida. Se emplea el software Simapro con el objetivo de transformar los valores de inventario en valores de impacto ambiental. El método de cálculo empleado es el ReCiPe 2016 Midpoint (H) que permite generar hasta dieciocho categorías de impacto. En este proyecto se han seleccionado cuatro: calentamiento global, acidificación del suelo, uso de suelo y consumo de agua. Por último, se procede a la interpretación de los resultados de la evaluación de impactos con el objetivo de discutir cuál es la forma de cultivo más favorable medioambientalmente.
Estudio de la separación por destilación de la corriente producto en un proceso de producción de n-butanol por condensación aldólica de etanol
(2021) Gámiz Castilla, Francisco; Villanueva Perales, Ángel Luis; Ingeniería Química y Ambiental
Este trabajo persigue aplicar una metodología de diseño conceptual de trenes de destilación a una mezcla de acetaldehído, etil acetato, etanol, agua, n-butanol y n-hexanol, altamente no ideal y con seis azeótropos presentes. Dicha mezcla se presenta en el marco de la obtención de biobutanol a través de la reacción de Guerbet, usando etanol como materia prima. Este proceso está captando cierta atención a nivel de investigación dadas las prometedoras características del n-butanol como biocombustible, superando en varios aspectos al tradicional etanol. La motivación de este trabajo viene a raíz de la ausencia de un diseño conceptual sólido en gran parte de los artículos publicados en los últimos años que atajan este asunto, en los cuales se llevan a cabo grandes simplificaciones para reducir la complejidad de la separación, lo que genera una pérdida de fiabilidad importante en el diseño de sus respectivos trenes de destilación. Para llevar a cabo el diseño conceptual de la separación, se genera una herramienta informática en Matlab, la cual permite computar los pasos a seguir descritos por la metodología.

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