Grado en Ingeniería Química

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Ingeniería Básica de una planta de producción de crema hidratante facial
(2025) Martín Carmona, Lola; Gallego Fernández, Luz Marina; Ingeniería Química y Ambiental
En este Trabajo de Fin de Grado se realiza la ingeniería básica para el diseño de una planta de producción de crema hidratante facial, con una capacidad de producción diaria de 50 toneladas, dividida en dos líneas específicas: una destinada a pieles jóvenes y otra a pieles maduras. El proyecto comienza con un estudio introductorio en el que se analizan las materias primas esenciales, las propiedades técnicas y cosméticas del producto final, así como la normativa vigente en España para la industria cosmética. Seguidamente, se presenta una memoria descriptiva detallada del proceso industrial, incluyendo etapas clave como recepción y pesado de materias primas, mezclado, calentamiento, emulsión, enfriamiento, incorporación de ingredientes sensibles, control de calidad (pH y viscosidad), empaquetado y etiquetado. Además, el documento incluye una memoria de cálculo exhaustiva, que comprende balances de materia y energía, dimensionamiento de equipos fundamentales (bombas, tanques de agitación e intercambiadores de calor) y una estimación económica global del proyecto, con especificaciones técnicas de los equipos. El objetivo principal del trabajo es demostrar la viabilidad técnica y económica de una planta industrial especializada en cosmética facial, integrando conocimientos avanzados de ingeniería química y tecnología cosmética.
Desarrollo e implementación de un gemelo digital en la adaptación climática de zonas urbanas abiertas
(2025) Baña Escalera, María Jiang; Guerrero Delgado, María del Carmen; Montero Gutiérrez, Paz; Ingeniería Energética
La creciente incidencia de condiciones climáticas extremas en los entornos urbanos propiciadas por el cambio climático ha impulsado la necesidad de desarrollar e integrar sistemas de acondicionamiento térmico más eficientes y resilientes. En este contexto, está vigente el proyecto CartujaQanat, integrado por varias estructuras equipadas con tecnología de confort climático para una tipología de clima mediterráneo, altamente afectado por el cambio climático. En el presente trabajo se va a llevar a cabo la modelización de una de las instalaciones que conforma el proyecto a partir de su caracterización térmica por medio de herramientas accesibles y sencillas. Sin embargo, presentan un limitado rendimiento en entornos donde la optimización adquiere un papel fundamental, especialmente en el caso de estudio, donde la necesidad de analizar una gran cantidad de escenarios es evidente; el limitado desempeño se refleja en tiempos de ejecución extensos y/o procesos computaciones pocos dinámicos, resultando en herramientas útiles para la formulación del modelo, pero poco eficaz para exploraciones complejas. Con el constante avance de nuevas tecnologías aplicadas al ámbito de la ingeniería y el análisis de datos, se ha decidido incorporar metodologías más robustas basadas en éstas como los algoritmos genéticos, implementados mediante el lenguaje de programación Python. Esta elección permite abordar con mayor eficiencia el proceso de optimización en el caso de estudio, ya que ofrecen una estrategia robusta y adaptable para encontrar soluciones óptimas dentro de espacios amplios, permitiendo un análisis más profundo del sistema en cuestión.
Basic engineering of a hydrogen production system using biomethane and biogas
(2025) Longhim, Tommaso; García Haro, Pedro; Ingeniería Química y Ambiental
El mercado del hidrógeno está creciendo rápidamente en la actualidad y su papel en el proceso de descarbonización se está volviendo progresivamente más importante. La tesis tiene como objetivo abordar el análisis de nuevos procesos productivos para obtener hidrógeno sostenible a partir de gases renovables. Se han estudiado y analizado cuidadosamente los procesos de reformado y pirólisis del biogás y el biometano, tanto desde el punto de vista técnico como ingenieril. ASPEN Plus ha sido la herramienta utilizada para llevar a cabo las simulaciones, siempre respaldadas por datos extraídos de la literatura científica. Se ha demostrado que los procesos son técnicamente viables, mientras que la evaluación de su viabilidad económica se realizará en otro documento dedicado a este tema.
Diseño de redes de hidrógeno en refinerías
(2025) Ponce de León Valencia, Javier; Villanueva Perales, Ángel Luis; Ingeniería Química y Ambiental
Este Trabajo Fin de Grado desarrolla el diseño y análisis de una red de hidrógeno en una refinería, con el objetivo de minimizar el consumo de hidrógeno fresco y mejorar su reutilización interna. A partir de datos industriales reales, se aplican diferentes metodologías: un enfoque gráfico basado en el método Pinch, un modelo algebraico de optimización, y versiones avanzadas que integran restricciones de presión y un sistema de purificación PSA. El estudio se apoya en una herramienta propia desarrollada en Excel con Solver, lo que permite resolver el problema de distribución óptima bajo distintas condiciones técnicas. Se evalúan los resultados en términos de caudales, costes energéticos y configuración de la red. Los resultados muestran que la incorporación del sistema PSA permite reducir de forma significativa el coste total anual, aumentando la eficiencia del sistema. Se concluye que la optimización progresiva, teniendo en cuenta restricciones operativas reales, permite alcanzar diseños más robustos, realistas y sostenibles para redes de hidrógeno industriales.
Diseño del reactor de lecho fluidizado y sus sistemas auxiliares para la producción de bio-oil mediante pirólisis rápida de biomasa
(2025) López Martín, Carmen (Ing. química); Gutiérrez Ortiz, Francisco Javier; Ingeniería Química y Ambiental
En el presente Trabajo Fin de Grado se realiza el diseño del sistema reactivo y sus auxiliares de una planta para producir bio‐oil a partir de biomasa mediante pirólisis rápida. El reactor es de lecho fluidizado circulante y ha sido diseñado estableciendo las condiciones operativas óptimas para maximizar la conversión de biomasa y la producción de bio-oil. La configuración del reactor incorpora elementos, como el plenum y el distribuidor que garantizan una distribución homogénea del gas. El proyecto se complementa con la ingeniería básica de sistemas auxiliares asociados al reactor: un ciclón que separa las partículas de char y arena de los gases procedentes del pirolizador, un tornillo sin fin que alimenta la biomasa al reactor de manera continua, el sistema de impulsión, el prediseño del sistema de precalentamiento del gas de fluidización que se introduce en el reactor y un sistema de recirculación de arena con loop-seal, que permite el retorno de la arena precalentada desde el combustor. También el aislamiento térmico. Este documento incluye una memoria descriptiva y una memoria de cálculo, en las que se detalla el diseño de cada equipo y se justifican las decisiones tomadas a lo largo del proyecto.
Ingeniería Básica de una plataforma flotante para la producción de Hidrógeno y Amoníaco off-shore con estación de carga para buques
(2025) Santos Moreno, Juan; Iranzo Paricio, José Alfredo; Ingeniería Energética
Este Trabajo Fin de Grado plantea la ingeniería básica de una plataforma flotante para la producción de hidrógeno y amoníaco verdes en alta mar, incluyendo una estación de repostaje para buques. El proyecto nace como respuesta a la necesidad urgente de descarbonizar el transporte marítimo, uno de los sectores más difíciles de electrificar y con una elevada huella ambiental. El estudio aborda la implantación en distintas costas nacionales, junto a un árbol de decisión que ayudará a decidir la implantación final. La planta se ubicará a 40 km de la costa andaluza, en el Golfo de Cádiz, aprovechando el potencial eólico marino y la infraestructura industrial de la región. La producción se basa en electrólisis alimentada por energía eólica flotante para obtener hidrógeno verde, y en la síntesis posterior de amoníaco mediante un reactor autotérmico Haber-Bosch. El diseño incluye sistemas de tratamiento de agua de mar, separación de aire por membranas y almacenamiento seguro de ambos vectores energéticos. Se definen criterios de selección de ubicación, se dimensionan equipos a partir de datos reales y se analizan los balances de materia y energía. El estudio incorpora además un análisis del impacto ambiental, social y territorial del proyecto, con especial énfasis en los beneficios para Andalucía en términos de empleo, innovación y reindustrialización. Finalmente, se contrasta el enfoque del proyecto con las recomendaciones del informe de competitividad de Mario Draghi, subrayando el papel que puede jugar España como polo estratégico europeo en la economía del hidrógeno y el amoníaco verdes.
Estudio de los métodos de producción de cerveza sin alcohol y diseño de una planta de desalcoholización
(2025) Domínguez Miranda, José Antonio; Fernández Baco, Custodia; Vidal Barrero, Fernando; Ingeniería Química y Ambiental
Este trabajo aborda un estudio exhaustivo sobre los métodos de producción de cerveza sin alcohol y propone el diseño de una planta de desalcoholización que emplea una columna de destilación a vacío como el método principal. Ante la creciente demanda de productos sin alcohol, la industria cervecera ha desarrollado diversas técnicas de desalcoholización, cada una con sus ventajas y limitaciones. Entre los métodos analizados en este estudio se incluyen la fermentación controlada, la osmosis inversa, la evaporación y la destilación a vacío, entre otros, siendo este último el enfoque central de diseño debido a su capacidad para eliminar el alcohol a bajas temperaturas, conservando así los aromas y características sensoriales de la cerveza. Para el diseño de la planta, se han calculado detalladamente los requisitos de los equipos principales como la columna de destilación, bomba centrífuga para el transporte de la cerveza, un sistema de almacenamiento y un intercambiador de calor. Cada equipo es dimensionado y seleccionado considerando factores operacionales y económicos, lo que permite definir una planta eficiente en términos de conservación del perfil aromático y costos de operación. Así, este trabajo establece un enfoque integral y optimizado para la producción de cerveza sin alcohol, proporcionando un marco técnico que respalda su viabilidad industrial.
Estudio comparativo sobre aspectos ambientales entre las tecnologías de descarbonización por absorción de aminas y vía membranas
(2024) Serrano Vasco, Adriano; Fernández Baco, Custodia; Ingeniería Química y Ambiental
En este Trabajo de Fin de Grado se realiza un estudio de las distintas tecnologías de captura de CO2 en postcombustión, eligiendo posteriormente mediante un análisis de alternativas las dos tecnologías que resultan ser más aptas según los criterios de estudio de dicho análisis para posteriormente desarrollar de manera más precisa el funcionamiento de ambas tecnologías seleccionadas y así poder compararlas con el fin de realizar el capítulo de Vulnerabilidad del Proyecto, perteneciente al documento de Estudio de Impacto Ambiental. Para la realización del estudio se usan datos pertenecientes a AEMET y a los visores del Geoportal del Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, para realizar los contenidos del documento de vulnerabilidad, adicionalmente se selecciona y justifica una localización apropiada para un Proyecto de captura de CO2 en la provincia de Sevilla, así como la inclusión de la legislación base en la que se encuadra el Estudio de Impacto Ambiental. Entre los efectos a estudiar dentro del documento de vulnerabilidad, destacan los efectos derivados del cambio climático y un estudio del riesgo de la Planta con respecto a catástrofes naturales. El estudio de vulnerabilidad se realiza de forma paralela a las dos tecnologías seleccionadas, aportando no solo el nivel de vulnerabilidad general para los Proyectos, sino que, mencionando en cada caso, qué Proyecto es más vulnerable frente a los efectos estudiados. Finalmente, se incluyen unas conclusiones que dejan ver el resultado del estudio realizado, así como las diferencias que existen entre realizar un Proyecto con un tipo de tecnología u otro, con el fin de determinar qué tipo de instalación enfrenta menos perjuicios desde el punto de vista de las catástrofes naturales y de los efectos derivados del cambio climático.
Análisis técnico-económico de la producción de etilenglicol a partir de óxido de etileno
(2024) Fernández de Cora Quijano, Víctor; Campoy Naranjo, Manuel; Ingeniería Química y Ambiental
En este trabajo se desarrolla un análisis técnico-económico de una planta de producción de etilenglicol (EG) a partir de diferentes materias primas: óxido de etileno y oxalato de dimetilo. En primer lugar, se realiza una introducción en la que se analiza las grandes ventajas y desventajas del EG y un breve análisis de mercado para fijar una capacidad de producción de las plantas. Posteriormente se expone el método tradicional de producción de EG, explicando el rendimiento que se consigue y los problemas típicos del proceso. También se proponen diferentes mejoras para el proceso, tanto en términos de rendimiento como energéticos. Con las nuevas tecnologías, se consigue un rendimiento cercano al 97%. A continuación, se estudian otras tres rutas de producción, haciendo hincapié en las conversiones de los reactivos y selectividad del EG con diferentes catalizadores, realizando un estudio sobre cómo afectan los parámetros principales al rendimiento en los que se proponen las condiciones óptimas. Por otro lado, se realizan los balances de materia y energía de dos procesos: la hidrólisis de óxido de etileno y la ruta alternativa escogida, la hidrogenación de oxalato de dimetilo. Se estudian tres posibles escenarios con diferentes capacidades de producción de EG. Finalmente se expone un estudio económico de rentabilidad de ambos procesos. Para estudiar su viabilidad, se calcula la inversión inicial y los costes de operación con el fin de estimar el VAN, TIR y PB con diferentes precios de venta del EG. Los costes de inversión de ambos procesos son parecidos, pero la cantidad de materia prima que se necesita para obtener una misma producción de EG es mucho mayor en la ruta tradicional, haciéndola menos competitiva que el método tradicional. Con el precio del EG de 2018 (1010€/t), financiando el proyecto con un préstamo de amortización francés con un interés del 5% y comisión del 1%, para una capacidad de producción de 400.000t/año y con una vida útil de 20 años, el VAN es de 72,6 millones de euros.
Generación de un modelo en EES de una unidad de hidrocracking, para la integración de hidrógeno electrolítico
(2024) Ramo Olmedo, Luis; García Haro, Pedro; Ingeniería Química y Ambiental
Este Trabajo de Fin de Grado se enmarca en las actividades de descarbonización de las refinerías de petróleo, mediante la integración de hidrógeno renovable obtenido a través de electrólisis (hidrógeno verde) en unidades de hidrocracking. En particular, se aplica a la refinería de CEPSA en La Rábida, Huelva. En la primera sección del trabajo (introducción) se habla sobre la importancia de impulsar el hidrógeno verde, tanto en refinería como en otros sectores, exponiendo el mercado actual global y europeo, así como su perspectiva a futuro, principalmente enfocado en el refino. Tras ello, se analizan los procesos que demandan hidrógeno dentro de la refinería y las vías de obtención del mismo, de manera interna y externa. Una vez concluida la contextualización del trabajo, en la segunda sección (modelado) se describe la metodología empleada en un modelo escalable con el programa Engineering Equation Solver (EES) definiendo el balance de materia y energía en el hidrocracker adiabático de manera general, obteniendo una composición de salida del hidrocracker, consumo de hidrógeno, un reparto del equilibrio de fases tanto a la entrada como a la salida de este y la temperatura de salida del equipo, pudiéndose cambiar las condiciones de operación cuando se requiera, y que el modelo siga funcionando. Este trabajo se ha realizado dentro del proyecto de investigación Refineries as Green Hydrogen Technologies Incubators, GH2T, financiado por la Agencia Estatal de la Investigación, y ha sido financiado mediante una beca por la Cátedra Fundación Cepsa Energía.
Estudio de la bifurcación pseudo-Hopf en sistemas planos tipo relé
(2024) López Romero, Carlos; Ponce Núñez, Enrique; Matemática Aplicada I
En este proyecto se considera una familia de sistemas planos discontinuos en forma canónica. El objetivo es determinar los parámetros que dan lugar a la bifurcación denominada Pseudo-hopf, y así separar las distintas regiones con o sin ciclos límites. En este proyecto se estudiará el caso de los sistemas planos discontinuos tipo relé y se analizará cómo se comporta el sistema para determinados valores de sus parámetros, comentando las distintas soluciones obtenidas. Se utilizará un Software matemático para resolver el sistema y un Software gráfico para simularlo dibujando así el ciclo límite. Para desarrollar el proyecto se ha partido de investigaciones previas basadas en sistemas planos discontinuos y lineales a trozos. En primer lugar y con mención especial debemos referir el trabajo fin de grado realizado en esta misma Escuela por Inmaculada del Valle [1], en el cual se realiza un estudio similar, pero para el caso foco-silla. En segundo lugar, mencionar el artículo “The pseudo-Hopf bifurcation for planar discontinuous piecewise linear differential systems” [2], en el cual se trabajan sistemas que engloban al especificado en este proyecto, pero con diferentes parámetros. En tercer lugar, mencionar el artículo “A general mechanism to generate three limit cycles in planar Filippov systems with two zones” [3], en que se muestra la posibilidad de obtención de ciclos límites está relacionada con la existencia de focos. Dichos trabajos son punto de partida del presente proyecto, centrando en el caso Pseudo-Hopf en sistemas simétricos de tipo relé. En el primer capítulo, a modo de introducción se realiza una exposición de conceptos básicos de los sistemas discontinuos, base de estudio de nuestro proyecto y de los métodos numéricos para su uso posterior en las curvas de bifurcación. El capítulo 2 se centra en los sistemas planos tipo relé y en el estudio de la bifurcación Psuedo-Hopf. En el capítulo 3, se incluye un código de lenguaje MATHEMATICA que ha permitido desarrollar los cálculos necesarios. Por último, en el capítulo 4, se procede a realizar una simulación gráfica del caso Pseudo-Hopf con el que se comprueban los resultados teóricos y que los cálculos realizados son correctos.
Gasificación de biomasa en lecho fluido para la producción de hidrógeno – análisis de resultados de la literatura y la influencia de diferentes condiciones de operación
(2024) Cordón Muñoz, Marta; Louise Nilsson, Susanna; Pequenín Martínez, Ana; Ingeniería Química y Ambiental
La demanda de energía mundial lleva años creciendo y se prevé que esta tendencia continúe. Este escenario, combinado con la amenaza que suponen el cambio climático y el fin de los combustibles fósiles, ha convertido al hidrógeno en un importante vector energético sobre el que se depositan numerosas expectativas. Se espera que en los próximos años se llegue a aumentar su producción, disminuir su coste y solventar los problemas que implican su transporte y almacenamiento. El trabajo comienza con una breve explicación de las diferentes rutas de obtención de hidrógeno existentes, además de sus implicaciones medioambientales. De entre todas ellas, se centra en la gasificación de biomasa con vapor. El objetivo del texto es facilitar al lector la comprensión de este proceso, a la vez que ahondar en el impacto que determinados parámetros de operación poseen sobre el mismo. Para ello, se han consultado estudios experimentales de la literatura científica y se han seleccionado aquellos artículos en los que se estudia el efecto que presentan la temperatura, el ratio de vapor alimentado, la granulometría de la biomasa y/o el uso de catalizadores. Los catalizadores que han sido estudiados son los siguientes: CaO, NaOH, Na3PO4, KHCO3, MgO, Ni/Al2O3, Ni/CeO2/Al2O3, olivino y dolomita.
Captura de CO2 en la elaboración de refrescos. Evaluación de su aplicación en una planta industrial.
(2024) Garduño Puerto, Julio; Portillo Estévez, Esmeralda; Gallego Fernández, Luz Marina; Ingeniería Química y Ambiental
En este Trabajo Fin de Grado se detallan cada uno de los sistemas de captura de CO2, y se evalúa la implantación de tecnologías de membrana para la captura del CO2 emitido en una instalación de elaboración de refrescos. Para ello, se hace uso del software Engineering Equation Solver (EES) con el objetivo de evaluar la reducción del dióxido de carbono emitido por la instalación y analizar la posible recuperación del CO2 capturado planteando su recirculación y/o almacenamiento para su uso posterior o venta. En este sentido, se plantea una comparativa de dos modelos de captura con membranas: el primero de ellos de mezcla perfecta, donde se asume que las concentraciones de las corrientes de rechazo (R) y permeado (P) son las mismas; el segundo, de flujo cruzado, siendo este una combinación del modelo de flujo pistón, donde los flujos y concentraciones varían en función del punto considerado de la membrana, junto con el de mezcla perfecta. Este estudio se desarrolla en la zona calderas, donde a partir de los datos de emisión facilitados por la instalación, y los resultados obtenidos del programa EES, se selecciona el modelo más adecuado atendiendo al porcentaje de CO2 en la corriente de rechazo. A continuación, se realiza una estimación económica para evaluar el coste asociado a la instalación de la tecnología de membrana seleccionada. Por otro lado, a partir del precio de venta de la tonelada de CO2, y de la cantidad de CO2 emitido, se realiza una estimación del beneficio que podría alcanzar la empresa por instalar el sistema de captura basado en membranas selectivas.
Estudio de los ciclos de "calcium looping" en lecho fluidizado para la producción de hidrógeno mediante gasificación catalítica de char y captura de CO2
(2024) Mora Romero, Ángel; Ronda Gálvez, Alicia; González Mesa, William; Ingeniería Química y Ambiental
Los ciclos de carbonatación – calcinación para la captura y almacenamiento de CO2 es una tecnología avanzada que se encuentra en desarrollo, ya que tiene un gran potencial y unas posibilidades muy altas de que se termine implementando en las industrias debido a la problemática del cambio climático que genera los gases de efecto invernadero. Este proceso, tal como su nombre indica, se compone de 2 etapas: carbonatación y calcinación. En la primera etapa, el CaO reacciona con el CO2 para formar CaCO3; y en la segunda etapa, el CaCO3 se descompone a una temperatura más elevada para formar de nuevo el CaO y liberar el CO2, para su posterior almacenamiento. Dicha tecnología se puede integrar con una gasificación de biomasa para obtener un gas de síntesis (CO y H2). Además, los ciclos de carbonatación-calcinación se podrían integrar energéticamente en el proceso de gasificación, aprovechando la energía de las reacciones. El gas que se obtiene de la gasificación resulta ser muy útil en la industria química como materia prima o como combustible limpio alternativo. En este trabajo se ha estudiado el primer ciclo de carbonatación – calcinación para 9 puntos de operación de una matriz de experimentos cerca de la curva de equilibrio, a tres temperaturas diferentes (800ºC, 825ºC y 850ºC) y tres presiones parciales de CO2 (0,05 bar, 0,075 bar y 0,1 bar). De esta manera, se puede comparar los resultados obtenidos y estudiar las conversiones y reactividades conseguidas y, por lo tanto, estudiar el efecto de la temperatura y la presión para cada caso.
Lean Management para la Optimización de Proyectos en la Industria
(2023) Huelva Moncada, Manuel; Velázquez Alonso, David; Ingeniería Química y Ambiental
En la actualidad, existe una gran consciencia sobre la necesidad de alcanzar la eficiencia energética y el desarrollo sostenible; y por mucho que se tengan conocimientos técnicos o herramientas adecuadas, no son muchos empresarios los que consiguen superar esta ardua hazaña. De aquí surge esta reflexión, que para conseguir dicho objetivo no basta solo con prestar atención a los datos e instalar nueva maquinaria con mejor rendimiento, sino que es necesario concienciar a los trabajadores de la importancia de un eficiente trabajo en equipo como base fundamental de las empresas. En este proyecto, se expone una implementación de “Lean Management” para alcanzar esa base empresarial que pondrá a cada empresa en posición de gestionar adecuadamente y optimizar con éxito el resto de las necesidades y desafíos que brinda la industria en la actualidad.
Recuperación y reincorporación de compuestos aromáticos en la cerveza sin alcohol
(2023) García Pedrote, Jorge; Vidal Barrero, Fernando; Ingeniería Química y Ambiental
En el presente trabajo se realiza un estudio cuyo objetivo es desarrollar una cerveza sin alcohol recuperando sabores de la cerveza convencional (cerveza alcohólica) e incorporándolos posteriormente a la cerveza sin alcohol. En primer lugar, se hará una breve introducción en la que se hablará de la importancia y la influencia del sector cervecero español en la economía y en el consumo. Posteriormente, analizaremos los pasos para la elaboración de la cerveza, un paso previo para el proceso de desalcoholización que se estudiará. Se compararán los métodos industriales más utilizados para la desalcoholización de la cerveza y se elegirá uno en función de la idoneidad para el proceso Finalmente, mediante la literatura mencionada, hemos realizado el diseño de una planta de pervaporación industrial como método de recuperación de los compuestos aromáticos que enriquecen la calidad de la cerveza
Modelización de un tratamiento de aguas ácidas de minas empleando WAVE
(2023) López Povedano, Juan A.; Vilches Arenas, Luis Francisco; Arroyo Torralvo, Fátima; Ingeniería Química y Ambiental
En el siguiente Trabajo fin de Grado se realiza la modelización de un tratamiento de aguas ácidas de minas. El caudal de agua que se va a tratar es un AMD sintético al que se le quiere realizar un primer proceso de nanofiltración y un segundo de ósmosis inversa con objeto de obtener la mayor recuperación posible que cumpla con la calidad especificada. Para ello se ha usado un software de modelización, WAVE, en el que se ha realizado un análisis de sensibilidad para conocer qué combinación de membranas de nanofiltración y ósmosis inversa consigue la mayor recuperación a un menor coste.
Pirólisis de residuos plásticos agrícolas para la producción de hidrocarburos líquidos
(2023) Ramos Aguilera, Miguel Ángel; Ronda Gálvez, Alicia; Ingeniería Química y Ambiental
El plástico es uno de los materiales más usados en el mundo (envases, embalaje, fabricación de componentes electrónicos, actividad agrícola, etc) y se ha llegado a convertir en un problema medioambiental por la gran cantidad de residuos que se genera anualmente. España es uno de los países de la Unión Europea que más plásticos consume para la producción agrícola, llegando a tener miles de hectáreas cubiertas por invernaderos hechos a partir de lonas de plástico, que tras un determinado tiempo, pasan a convertirse en residuos plásticos. Ante esta problemática, se presenta como solución la pirólisis de los residuos plásticos agrícolas, cuyo objetivo es obtener un producto líquido llamado bio oil que puede servir como combustible para maquinaria o como aporte de calor en calderas y hornos. El objetivo de este documento es estudiar la situación actual de los plásticos en Europa y España, poniendo el foco en los residuos de resinas de origen agrícola y analizar el proceso de pirólisis como solución a la valorización de este tipo de residuos. Además, se estudian las variables que influyen en el proceso de la producción del bio oil mediante pirólisis (tipo de reactor, temperatura, tasa de calentamiento etc) y cuales son, según los datos bibliográficos, las mejores condiciones para maximizar la producción. Por último, se ha diseñado un modelo con el que se puede predecir de forma aproximada la cantidad y características que tendrá un bio oil según la alimentación y las condiciones del reactor.
Análisis técnico-económico de obtención de hidrocarburos mediante RWGS y Fischer-Tropsch
(2023) Pulido Sánchez, Juan; Portillo Estévez, Esmeralda; Teoría de la Señal y Comunicaciones
La determinación y preocupación mundial sobre los efectos de las emisiones de gases de efecto invernadero ha provocado una necesidad de cooperación a nivel global en cuestión de pocos años con el objetivo de mitigar el inevitable cambio climático al que está sucumbiendo el planeta. La Unión Europea es el tercer mayor emisor de gases de efecto invernadero a nivel mundial, por detrás de China y de Estados Unidos. Esta situación ha hecho que la Unión Europea haya determinado que las emisiones de gases de efecto invernadero han de ser, como máximo, del 55% para el año 2030 en comparación a 1990. Posteriormente, la neutralidad climática, es decir, la reducción del 100%, ha de ser alcanzada para 2050 y de esta forma evitar los cambios irreversibles en el clima y, por ende, en la vida de todos. Acuerdos internacionales como el Protocolo de Kioto y el Acuerdo de París marcan las necesidades y los niveles necesarios a alcanzar por parte de la Unión Europea. Debida esta situación, una serie de medidas legislativas y políticas inciden especialmente en la eficiencia energética, las energías renovables y otras formas de energía no dependientes de los combustibles fósiles convencionales. Estas medidas están orientadas en gran parte a la automovilística y métodos de transporte utilizados a nivel mundial, premiando la utilización de otras formas de suministrar la energía necesaria a los vehículos. Dado este contexto sociopolítico, es necesaria la innovación científica por parte de todos los campos. Es por esta razón que este proyecto pretende la evaluación técnico-económica de la obtención de hidrocarburos de una forma sostenible y neutra para el medio a partir de materias primas no convencionales. Con este objetivo se partirá de hidrógeno y dióxido de carbono obtenidos de forma limpia, obtenidos mediante electrólisis y captación de dióxido de carbono respetivamente. Se llevará a cabo un proceso que consistirá en las reacciones de metanación, Reverse Water Gas Shift (RWGS) y, finalmente, Fischer-Tropsch para la obtención de hidrocarburos. Esta evaluación consistirá en una simulación a escala industrial donde se valorarán diferentes parámetros y casos para llegar a una conclusión sobre su eficiencia, la rentabilidad económica y el desarrollo que este proyecto podría aportar con las tecnologías conocidas en el ámbito científico actual. La innovación que se requiere mejorará la calidad de vida de esta y de futuras generaciones, aportando una mayor prosperidad climática y económica, generando una situación favorable para el crecimiento de las naciones involucradas.
Manual de operaciones del laboratorio de síntesis catalítica del grupo de bioenergía de la Universidad de Sevilla
(2023) Moreno Otero, Germán; Vidal Barrero, Fernando; Ingeniería Química y Ambiental
En el presente trabajo se resumen todos los pasos a seguir para el desarrollo de experimentos en una planta destinada a la síntesis catalítica. En primer lugar, se han descrito diferentes proyectos en los que ha participado el grupo de Bioenergía de la Universidad de Sevilla con la finalidad de estudiar la producción de butanol a partir de etanol y de hidrocarburos a partir de gas de vertedero entre otros procesos. Después, se describen las partes que tiene una planta de síntesis catalítica. Se presenta un esquema de la instalación a escala laboratorio, así como la descripción y funcionamiento de cada uno de los equipos que la forman. A continuación, y con la finalidad de facilitar la correcta operación de la planta, se detalla el funcionamiento del sistema SCADA, sistema para la adquisición de datos y supervisión de variables, y de los procesos de cromatografía, centrando la explicación en la cromatografía de gases, proceso utilizado en el análisis de los productos generados del proceso estudiado. Con el objeto de explicar la metodología de cálculo de la conversión y la selectividad obtenida en el proceso se describen las ecuaciones utilizadas para ello. Posteriormente, se presenta a modo de manual de operación los pasos a seguir para la puesta en marcha y parada de la planta a escala laboratorio. Finalmente, se recoge un resumen de los problemas más comunes durante la operación de la planta con el fin de orientar y ayudar al operador en su resolución.

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