Examinando por Autor "Ulate Brenes, Adolfo Mauricio"
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Ítem Análisis de desempeño para la inspección y control de la calidad en un proceso de fabricación de cloro burbuja(2013) Corrales Quirós, Yendry E.; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEl objetivo general de esta práctica dirigida es realizar un análisis de desempeño del proceso de elaboración y llenado de cloro burbuja para las tres variables críticas de los productos principales. Y con ello obtener un aprendizaje con el uso de series de tiempo, gráficos de control e índices de capacidad, para analizar el desempeño del proceso en su situación actual. Se analizan las variables: densidad, concentración y contenido neto para los graneles 50051, 50128 y 50483; y los productos terminados 24501, 24511, 24801 y 24803. Para esto se utilizan los índices de capacidad y las series de tiempo de los datos históricos recopilados en la línea de producción y el Laboratorio de Aseguramiento de la Calidad. Se concluye que el proceso no es adecuado para el trabajo esperado, sino que se requieren modificaciones importantes en las diversas etapas para lograr calidad satisfactoria en el equipo, así como esfuerzos posteriores en el centrado de los procesos y la revisión de las especificaciones. Además se descarta la hipótesis de que el instrumento empleado para la determinación de la densidad del producto sea una fuente de variación no aleatoria.Ítem Análisis de la factibilidad técnica de la reutilización de una mezcla lubricante utilizada en el funcionamiento de un dispositivo médico de biopsia de mama(2015) Grant Barboza, Joseph; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEl objetivo de este proyecto fue evaluar la viabilidad de reutilizar una mezcla lubricante de heptano-silicona utilizada en la lubricación de dispositivos de biopsia de mama. Primeramente, se realizó una prueba microbiológica preliminar en donde se analizó si la mezcla se contaminaba durante la manipulación de la misma en las líneas de producción. Se realizó un cultivo de microorganismos utilizando agar de soya tríptico como medio de cultivo, se encontró que solamente en una de las repeticiones de una de las muestras recolectadas luego de ser utilizada en la línea de producción presentaba una unidad formadora de colonias, pero en todas las demás no hubo crecimiento bacteriano alguno; por lo que se determinó que la aparición de una sola unidad formadora de colonias fue debido a la manipulación de la muestra a la hora de realizar la inoculación del medio de cultivo. Luego, se realizó una serie de análisis de concentración de silicona presente en mezclas recién elaboradas con el fin de determinar un rango aceptable de concentración que cumpliera con los estándares de calidad de la empresa. Por medio de la evaporación del heptano de la mezcla, utilizando una plantilla eléctrica, y en conjunto con las recomendaciones del suplidor de la silicona, se determinó por diferencias de masa que el rango aceptable de contenido de silicona en la mezcla lubricante era de un 1% a un 5% de silicona (%m/m). Posteriormente, se realizó un ensayo de viscosidad utilizando agua destilada, como referencia, y muestras de la mezcla recién elaborada, mezcla luego de que había sido utilizada en la línea de producción y una muestra elaborada al 5% de silicona con el fin de determinar si al aumentar la concentración de la mezcla, se daba un cambio considerable en la viscosidad de la misma. Utilizando un viscosímetro de Ostwald, se determinó que un aumento de la concentración de la mezcla de hasta 5 veces representaba solamente un incremento del 10%...Ítem Análisis técnico en la línea de búnker en una planta productora de detergentes(2016) Solano Espinoza, Luis Eduardo; Ulate Brenes, Adolfo MauricioSe inicia el presente documento con una revisión bibliográfica referente al combustible búnker C. Asimismo, se exponen generalidades sobre el proceso de producción del detergente y los puntos donde se consume búnker C. También se hace mención a las mermas o diferencias que se presentan con frecuencia en las industrias, en cuanto a diferencias en inventarios de materiales. El proyecto tiene como objetivo realizar un análisis técnico en la línea de distribución de búnker C en una planta productora de detergentes. Con esto, se planteó dar respuesta al problema actual de la empresa a nivel de diferencias en inventarios de búnker C. Para esto, se realizó una revisión de toda la línea de búnker, con el fin de obtener información relevante del proceso, y con esto plantear una serie de aspectos importantes que se sometieron a revisión y análisis, para así determinar si tienen impacto en el problema actual de la empresa y evaluar la medida en que afecta. Para esto, se revisaron las áreas de descarga, trasiego, almacenamiento y consumo del búnker C. Una vez realizada la revisión de la línea, se procedió a detallar en cada uno de los aspectos importantes determinados a partir de la revisión. Así, se estudió el área de descarga de descarga de combustible, donde se detalla en aspectos como la factura emitida por RECOPE, la cual tiene información relevante, el peso de combustible a la entrada, registrado por la empresa productora de detergentes, y la temperatura a la cual ingresa el combustible. En el área de almacenamiento, se puntualizó en aspectos como el procedimiento de medición de la cantidad de combustible en los tanques, posibles afectaciones por cambios de temperatura y procedimientos relacionados al manejo de los datos medidos. En cuanto a los consumos, se analizaron las áreas de calderas y horno, puntos donde se consume el búnker C, y en cada uno de ellos, aspectos como reportes, registro de datos, funcionamiento...Ítem Cuantificación del efecto de la glicerina en fermentaciones con miel de purga para la determinación del porcentaje de conversión de etanol aprovechando glicerina del proceso de producción de biodisel(2018) Valenciano Chinchilla, Andrés; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEste proyecto tuvo el propósito de realizar una serie de fermentaciones de glicerina purificada resultante del proceso de biodiesel y miel de purga proveniente de una empresa para evaluar si es posible darles un uso mediante la producción de alcohol. Estos residuos se producen en grandes cantidades en nuestro país (más de 480 000 L de glicerina cruda por año y 148 000 toneladas métricas al año de miel de purga), ambos tienen usos, la glicerina sirve para la fabricación de jabones, así como para curar concreto, mientras que la miel de purga se utiliza como alimento para animales e inclusive se utiliza en producción de alcohol anhidro. Se realizó una caracterización de las materias primas, en las que se determinó que la miel de purga es calidad Substandard según la USDA, lo cual implica que es de baja calidad, reducida en sacarosa, con un porcentaje considerable de cenizas y no tiene ni el mínimo de sólidos en su composición. La glicerina cruda obtuvo un porcentaje de 32,6 % m/m, sumado a una gran cantidad de ácidos grasos y pocas sales y cenizas, sin embargo, esta cantidad tan baja de glicerina no hace posible que sirva para fermentar ya que presenta muchas impurezas que pueden afectar los resultados de producción de alcohol. Se purificó la glicerina cruda y cuantificó con la norma ASTM 7637 obteniendo como resultado un porcentaje de pureza de 91,1 % que fue satisfactorio ya que logra reducir en gran cantidad los ácidos grasos presentes que eran la mayor impureza. Saccharomyces cerevisiae y Klebsiella pneumoniae fueron seleccionados como microorganismos para realizar las fermentaciones, el primero por su capacidad conocida de producir alcohol y la segunda porque tiene capacidad para fermentar con glicerina. Estas fueron proporcionadas por la Micoteca y Bacterioteca de la Facultad de Microbiología de la Universidad de Costa Rica. Se desarrolló un diseño factorial 23 con dos niveles, tres réplicas y tres factores (microorganismo...Ítem Desarrollo de las habilidades necesarias para migrar un sistema de control automático desde la plataforma de Provox hacia Delta V en la empresa Emerson(2013) Mata Barrantes, Daniel Eduardo; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEl presente trabajo se concentra en el resultado de una práctica profesional en donde se adquirieron los conocimientos necesarios para poder realizar una migración de una fase desde el sistema de Provox hacia el sistema Deltav. Esto se logró por medio de adquisición de conocimiento tanto en la obtención de cursos como con el trabajo cotidiano realizado en la empresa. El inicio del estudio se vio complicado debido a que la disponibilidad de bibliografía acerca del tema es escasa, por lo que fue necesario apoyarse, en gran medida, en los manuales e información disponible que tiene la empresa para sus empleados, además del consejo y la supervisión de personal altamente capacitado en estos aspectos. Entre los principales logros del trabajo se tiene que la curva de aprendizaje trazada para lograr llegar a tener las habilidades necesarias para migrar una fase fue correctamente diseñada y llevada a cabo ya que al final de la práctica, esto se podía hacer con relativa facilidad. Además se adquirieron habilidades y conocimientos de suma importancia a la hora de desempeñarse en cualquier empresa o lugar de trabajo que van más allá de las habilidades técnicas como lo son la comunicación constante y el trabajo en equipo que sin esta parte fundamental no hubiera sido posible llevar a cabo el actual proyecto.Ítem Desarrollo de propuestas técnicas de sistemas de entrenamiento de operadores en DeltaV para plantas industriales(2016) Rojas Alfaro, Gilberth; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEl principal objetivo de la práctica fue desarrollar propuestas técnicas de sistemas de entrenamiento de operadores en DeltaV para plantas industriales. En el presente trabajo se presenta una metodología de elaboración de estas propuestas, el cual utiliza información a partir de los requisitos de los clientes, la arquitectura disponible en DeltaV y las gráficas o diagramas de flujo del proceso industrial que se requiere entrenar. En primera instancia se realizó un marco teórico que abarcó conceptos tales como control automático, sistemas de entrenamiento de operadores, modelado, virtualización y fidelidad. Seguidamente, se estableció un mecanismo para desarrollar las propuestas técnicas por medio de una serie de etapas, en donde primero se llevaron cursos propios de la empresa para familiarizarse con el sistema de control DeltaV. En estos cursos se aprendió acerca de los módulos de control, el hardware y los distintos programas de software que conforman una arquitectura típica de un DCS. Luego se recibieron capacitaciones específicas en el área de propuestas, para finalmente culminar con un entrenamiento de los sistemas de entrenamientos de operadores (Operator Training System u OTS, por sus siglas en inglés) en donde se aprendió acerca de estos sistemas, su arquitectura, las tareas para ejecutar un proyecto de este tipo y cómo estimar las horas hombre para desarrollar un proyecto de OTS. Se aprendió a conformar una arquitectura de OTS, esto es, el software y hardware necesarios para crear un ambiente de entrenamiento de acuerdo a los requerimientos del cliente. La arquitectura depende básicamente del número de operarios a entrenar por sesión y el número total de módulos de control. Se creó un diagrama de flujo para poder crear una arquitectura a partir de esta información adicional. Se obtuvo conocimiento acerca de los procesos unitarios que son seleccionados para crear un modelo de simulación, los módulos de simulación...Ítem Desarrollo de un manual explicativo de proceso involucrando las operaciones unitarias desarrolladas para la producción de agua embotellada(2015) Conejo López, Pamela; Ulate Brenes, Adolfo Mauricioa importancia de la realización de la práctica profesional en una empresa destinada a la fabricación de bebidas como Florida Ice & Farm permite la comprensión de procesos relacionados con inocuidad y producción de alimentos y bebidas; la confección de un diagrama para la línea de agua Cristal será de utilidad para el personal de manufactura y mantenimiento a la hora de ubicar problemas que se puedan presentar a lo largo de la línea de producción, esto con el fin de detectar posibles causas de error y prevenir posteriores fallas en el equipo y/o etapas del proceso; como la empresa sólo cuenta con este documento para las líneas 1 y 7, la realización gradual del mismo para las líneas restantes se vuelve de principal importancia. Por otro lado, la complejidad de los manuales que describen el funcionamiento de los equipos es una limitante a la hora de capacitar y asesorar a colaboradores existentes y personal nuevo, por lo que al desarrollar un manual con lenguaje simplificado y reforzando con imágenes y diagramas, se busca una comprensión inmediata y más eficiente del proceso en general. Además, contar con estas herramientas agiliza el proceso de certificación ante diferentes entidades supervisoras ya que se cuenta con una forma más eficiente de detectar posibles fallas y puntos de control. Desde el punto de vista de aprendizaje, la empresa desarrolla procesos de producción de refrescos y agua embotellada, por lo que la permanencia a lo largo de los diferentes procesos permite una mayor familiarización con procesos involucrados con alimentos tales como formulación, envasado, desinfección, etiquetado entre otros, además con la realización de los diagramas y manuales, a su vez, es necesario el conocimiento de la distribución típica de una planta industrial por lo que la aplicación de los conocimientos adquiridos a lo largo de la carrera se vuelve base vital para el desempeño correcto de las labores dentro de una planta...Ítem Desarrollo y aplicación de protocolos de seguridad y manejo de residuos para el laboratorio de Ingeniería Química(2014) Scott Jiménez, Stephanie; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEn el proyecto que se presenta, se desarrollaron protocolos de seguridad y de manejo de residuos para el laboratorio de Ingeniería Química de la Universidad de Costa Rica, conforme a las disposiciones y lineamientos estipulados en la legislación costarricense y referencias técnicas, así como en los documentos emitidos por la regencia química de la Universidad de Costa Rica. Para la evaluación de las condiciones que en materia de seguridad y manipulación de residuos disponía el laboratorio en cuestión, se confeccionó y aplicó un cuestionario como herramienta de diagnóstico. Además de la realización de inspecciones de la planta física y entrevistas a los encargados del área. Los resultados obtenidos permitieron implementar mejoras para el desempeño de las actividades en condiciones seguras de ambiente laboral, y de enseñanza. Entre ellas, una adecuada señalización y demarcación de las instalaciones, ubicación y recarga de extintores, al mismo tiempo se elaboró un plan de atención ante emergencias y un plan para gestión segura y efectiva de los residuos que se generan, con base en los reactivos que se utilizan con mayor frecuencia en las distintas prácticas. Además mediante la realización de una matriz de decisión, se determinó que el método de almacenamiento de productos químicos Flinn Scientific es el más adecuado según las condiciones y necesidades del área o cuarto de almacenaje, obteniendo un porcentaje del 32%, superando al método IMCO con un 14%, al método de codificación de colores con un 22% y al método propuesto por la Guardia Costera de los Estados Unidos que alcanzó un 29%. Por otra parte, para conocer el sistema de registro y documentación que implementaba la administración del laboratorio, relacionados con aspectos de seguridad, se aplicó una lista de verificación, que valoró su gestión, y permitió proponer mejoras, para aumentar su eficiencia y as+i obtener un fácil almacenamiento, control...Ítem Determinación de la tasa de absorción de monóxido de nitrógeno en peróxido de hidrógeno por burbujeo para muestreo de óxidos de nitrógeno en emisiones provenientes de fuentes fijas(2014) Sáenz Goldoni, Sebastián,; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEl objetivo de este proyecto fue realizar diferentes pruebas de eficiencia de absorción del gas de monóxido de nitrógeno por burbujeo en una disolución de peróxido de hidrógeno, mientras se mantienen las condiciones de muestreo requeridas por los métodos 5 y 8 de la U.S. EPA, para emisiones de gases provenientes de fuentes fijas, con el fin de evaluar si bajo estas condiciones es posible realizar un muestreo representativo de óxidos de nitrógeno. En la etapa experimental se utilizó el equipo recomendado por los métodos U.S. EPA y se realizaron pruebas basadas en un diseño estadístico factorial 24, con cuatro variables a evaluadas a dos niveles. Las variables escogidas fueron flujo de gas, tipo de burbujeador, cantidad de disolución absorbente y concentración de peróxido de hidrógeno. Se obtuvieron eficiencias de absorción desde un 1 % hasta un máximo de 51 % para las diferentes combinaciones de variables propuestas, sin lograr alcanzar el valor de 99 % requerido para un muestreo representativo de óxidos de nitrógeno, según criterios definidos por la U.S. EPA. La condición experimental que obtuvo mayor rendimiento fue cuando se utilizaron los burbujeadores de orificio grande, el menor flujo de gas y la mayor concentración de peróxido de hidrógeno. La variable cantidad de disolución absorbente no tuvo efecto significativo sobre la variable respuesta. Se extrapoló, a partir de los resultados obtenidos, que se requeriría un set de 7 burbujeadores conectados en serie y el uso de la condición experimental más favorable para superar el 99 % de eficiencia de absorción requerida, para ser utilizado como método para muestreo representativo de óxidos de nitrógeno en aire.Ítem Determinación de un modelo para el consumo de energía para la suspen[s]ión total de sólidos en fluidos newtonianos(2005) Ulate Brenes, Adolfo Mauricio; Vásquez Calvo, AlexanderEl objetivo de este proyecto fue encontrar una relación entre el número de potencia y variables fáciles de cuantificar en un proceso, para poder escalar y diseñar correctamente el equipo; ya que en muchos de los procesos, sin importar la complejidad interviene la agitación para la suspensión de sólidos. Para cumplir este objetivo se realizó un estudio preliminar de las variables críticas utilizando diseños experimentales estadísticos, previa preselección de acuerdo a la metodología planteada (método estadístico alternativo al diseño factorial, debido a la gran cantidad de variables); y una vez determinadas las variables se realizó un diseño experimental para determinar un modelo que relacionará las variables mediante el empleo de números adimensionales. Las variables seleccionadas en el primer diseño experimental fueron: tipo y tamaño de impulsor (turbina plana y hélice, con una relación de diámetro de acuerdo al diámetro del tanque de 0,333 y 0,433), el tipo y tamaño de partícula utilizada (arena, piedra volcánica y posteriormente sílice, de tamaño 1,68x10-~m y 7,07x104 m), tipo de fluido (agua y glicerina al 50%) y cantidad de sólido. La cantidad de sólido utilizada se determinó bajo dos criterios, uno técnico, basado en la imposibilidad del motor para agitar grandes cantidades de sólido, y uno teórico, ya que se estudio únicamente fluidos newtonianos, lo que impone un máximo de 30 % aproximadamente. Se seleccionó como variable de diseño el nivel de suspensión y se utilizó como suspensión total...Ítem Determinación del efecto de la variación de las fracciones másicas de los componentes en las propiedades mecánicas de la mezcla base de productos de fibrocemento(2016) Araya Castillo, Pedro José; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEl objetivo general de este proyecto fue determinar el efecto de la variación de las fracciones másicas de los componentes en las propiedades mecánicas de la mezcla base de productos de fibrocemento. Primeramente se cubrió todo el análisis preliminar de un diseño de experimentos de mezclas. Se determinó el tipo de diseño a utilizar, la cantidad de mezclas a realizar y las fracciones másicas correspondientes para cada componente. Seguidamente se realizó la fabricación de las láminas de fibrocemento por medio de la mezcla de los componentes, así como la identificación, fraguado, horneado y acondicionamiento de las mismas. Como siguiente paso, se realizaron los ensayos en las láminas para determinar cuatro propiedades de las diferentes mezclas estudiadas: movimiento por humedad, resistencia a la flexión, contracción y densidad. Los resultados de los ensayos realizados se analizaron a partir de un análisis de mezclas, en las que se determinaron las ecuaciones que mejor modelan las propiedades a partir de las fracciones másicas de los componentes de la mezcla. Durante todo el procedimiento descrito anteriormente se utilizó la versión prueba gratuita de la herramienta estadística de Minitab 17. Dichas ecuaciones obtuvieron coeficientes de correlación ajustados de 51,56 % para el movimiento por humedad, 78,35 % para la resistencia a la flexión en seco, 64,64 % para la resistencia a la flexión en húmedo, 79,35 % para la contracción total, 55,63 % para la contracción irreversible y 88,05 % para la densidad. Se recomienda determinar alternativas de formación de láminas de fibrocemento a escala de laboratorio que tengan una mayor estabilidad con respecto al espesor y un sentido de fibras que asemeje la producción a gran escala. Desde el punto de vista de diseño de experimentos se recomienda realizar un análisis de mezcla combinado con un análisis factorial que involucre la presión de formado y el tiempo de fraguado de las láminas...Ítem Determinación del poder calorífico de mezclas de glicerol residual generado en la producción de biodiesel con biomasa de procesos agrícolas para mezclas combustibles como uso alternativo de subproductos relacionados con procesos agroindustriales(2019) Ureña Salas, María José; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEste proyecto se enfocó en determinar los poderes caloríficos de mezclas de biomasa con glicerol crudo con el fin de dar una aplicabilidad a ambos compuestos correspondientes a residuos o productos secundarios. La selección de la biomasa se llevó a cabo a partir de una matriz de selección que contempla la capacidad calorífica, la humedad y la disponibilidad del material, donde el resultante de mayor puntuación corresponde a la cascarilla de coquito de la palma aceitera. Para la determinación del poder calorífico se llevó a cabo en el Laboratorio de Ingeniería Química de la Universidad de Costa Rica, a partir de la mezcla inicial de glicerol puro, agua y cascarilla de coquito, para definir los valores en el caso más crítico, donde el glicerol no presente restos de metanol que puedan favorecer la combustión. En el primer ensayo experimental se encontró un error sistemático en los valores experimentales relacionado con el equipo, lo que resultó en una no normalidad de los datos. Para corregir el error sistemático se incrementó la estandarización del equipo utilizando ácido benzoico y generando una segunda corrida experimental. Se utilizó la metodología de regresión lineal múltiple para el análisis de los datos y se encontró un ajuste de 59.58%, luego se modeló un ajuste a partir de Red Neuronal con fines ilustrativos donde el modelo encontrado presentó un ajuste de 65.65%. Se determinó el poder calorífico de la muestra de glicerol crudo de la empresa Engergías Biodegradables y se determinó un poder calorífico de 20.153 MJ/kg con una desviación estándar de 0.323 MJ/kg.Ítem Determinación, por medio de la producción y evaluación del hidrogel de hidróxido de aluminio de la dosis que presente la mayor eficiencia en la remoción de Arsénico para su implementación en las plantas potabilizadoras de agua(2018) Benamburg Vargas, María; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEl objetivo del proyecto de investigación fue determinar por medio de la producción, y evaluación del hidrogel de hidróxido de aluminio, la dosis que presente la mayor eficiencia en la remoción de arsénico para su evaluación como una alternativa de coagulante en las plantas potabilizadoras de agua con contaminación de arsénico. Usando como base el procedimiento de Carlos Lujan (2001) se procedió a la elaboración del hidrogel de hidróxido de aluminio utilizando una concentración de sulfato de aluminio agua al 51 % masa/volumen. Al lograr la precipitación a un pH de 9 con el propulsor hidróxido de amonio se procedió a realizar los lavados debido a la presencia de subproductos no deseados. La formulación de los parámetros y los niveles, dosis de hidrogel, dosis de cloro y pH fueron seleccionados de acuerdo a la incidencia de estos con el porcentaje de reducción de arsénico. Se utilizo el equipo de prueba de jarras que se usa cotidianamente en las plantas de potabilización para desarrollar el diseño experimental. El agua con arsénico se trasladó de dos pozos de la zona de Bagaces. Las condiciones iniciales que se midieron fueron la turbiedad, pH y concentración de arsénico, debido a que estos interfieren de alguna manera en la eficiencia del hidrogel. De las 24 muestras analizadas para cada pozo en el de Montenegro el 75 % cumplió con la normativa D 38924: Calidad del Agua y de don Miguel cumplió el 63 %. Se comprobó la valides de los datos con una significancia del 95 %, a partir de ello se obtuvieron gráficos como el de cubos que mostro que para ambos pozos el mayor punto de remoción se obtuvo al trabajar en nivel alto para los tres factores: una dosis de hidrogel de 12 mL, una dosis de hipoclorito de calcio de 2 mL y un pH alto (intervalo entre 7,1 y 7,4) todo para 2 litros de agua. Sin embargo, se obtuvieron valores de turbiedad y color aparente por encima de la norma nacional. Se cncluye que el hidrogel de hidróxido...Ítem Diseño de un laboratorio de pruebas básicas de la calidad del auga en plantas de tratamiento de aguas residuales industriales de tipo especial(2021) Acuña Monge, Daniel Gerardo; Ulate Brenes, Adolfo MauricioÍtem Diseño de un módulo de digestión anaerobia de dos etapas para estudios de control automático(2019) Abdalah Hernández, Mariela Priscilla; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEste proyecto se realizó con el fin de obtener el diseño de un módulo de laboratorio de digestión anaerobia en dos etapas, prototipo a ser utilizado en la investigación del control automático de este proceso en el Laboratorio de Investigación en Ingeniería del Control de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica. Se fijaron las condiciones de operación del proceso y se efectuó el dimensionamiento de cada una de sus etapas y sistemas auxiliares, realizando los diagramas correspondientes. Se seleccionaron algunas opciones para la instrumentación requerida y se hizo una estimación de costos de lo necesario para la construcción del módulo. También se planteó un balance de energía del proceso y se simuló en la plataforma OpenModelica para estudiar el comportamiento de la temperatura en las dos etapas de digestión de una solución de glucosa. El diseño efectuado fue de un primer reactor CSTR termofílico de 0,00336 m3 y un segundo mesofílico de 0,01436 m3 con un tiempo de retención de entre 1 d y 4 d y 10 d y 15 d, respectivamente. Se dimensionó un sistema de calentamiento por chaqueta con agua a 333,15 K y aislante de espuma de polietileno. Se analizaron diversas tecnologías para la medición de flujo, pH y temperatura y se seleccionaron los modelos de sensores más recomendados para cada caso. La estimación de costos dio un valor de entre 3 100 400 colones y 9 075 014 colones. La simulación hecha en Modelica mostró poca variación de la temperatura de los reactores debido a las reacciones de digestión, siendo el cambio de temperatura más grande de 2,43 K. Como recomendación, se sugirió reducir los costos al explorar otras opciones de control de pH y hacer estudios experimentales para tener mejor estimación de los parámetros termodinámicos y así contar con más información para verificar la simulación del balance de energía.Ítem Diseño y construcción de un fotobiorreactor para la obtención y análisis de las curvas de crecimiento de cepas de cianobacterias unicelulares(2019) Castro Torrentes, América María; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEl presente proyecto consistió en el diseño y construcción de un fotobiorreactor para realizar el análisis de curvas de crecimiento de cianobacterias unicelulares. A partir de la investigación bibliográfica realizada, se determinaron los factores más importantes para la fotosíntesis (reacción principal en el crecimiento de los organismos fotosintéticos) y estos factores fueron utilizados para crear una herramienta de decisión con respecto al diseño conceptual del reactor. La evaluación de la herramienta creada determina que un fotobiorreactor de placas planas es el que mejor satisface las condiciones propuestas. Una vez seleccionado el tipo de reactor a utilizar, se determinan los sensores necesarios para monitorear las variables de importancia. Posteriormente se procedió a dimensionar el reactor, cotizar y comprar los materiales necesarios. La construcción de este equipo genera varios desafíos ya que se inicia con un cuerpo completamente de vidrio (difícil de construir y manipular, no robusto), y se realizan mejoras al mismo hasta obtener la construcción final. Terminada la construcción del reactor, se verifica el funcionamiento de los sensores y se realiza una corrida de valoración de su funcionamiento durante 30 días. Esta prueba brindó valores de pH, temperatura, oxígeno disuelto e intensidad lumínica en tiempo real, es decir, sin necesidad de realizar pruebas adicionales para obtener dichos valores. Todas las variables medidas se mantuvieron constantes durante la corrida. Se evaluó además la actividad de la clorofila antes y después de la corrida de valoración realizada, y en esta se determinó que no hubo disminución alguna, lo cual es un indicador de que el cultivo no se vio afectado negativamente por el cambio.Ítem Diseño y construcción de una interfaz de control de nivel, temperatura y flujo de agua en un tanque para uso en prácticas de laboratorio(2009) Richmond Salazar, Esteban; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEl presente proyecto tiene por objetivo el diseñar y construir una interfaz de control para utilizar en prácticas, que complementen la temática desarrollada en el curso ¿Control e instrumentación de procesos¿ impartido por la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad de Costa Rica. El equipo consta de un tanque de 12 dm3 (12 litros) con una bomba centrífuga que permite, además de la descarga del agua, la recirculación con el fin de mantener el líquido agitado y la temperatura homogénea. Tres sensores de flujo miden los dos flujos de entrada y el flujo de salida con que cuenta el tanque, un sensor de presión se utiliza para la determinación del nivel, y un termotransistor para la medición de la temperatura. La temperatura, el nivel y el flujo se controlan por medio de dos válvulas de solenoide proporcionales, una que manipula el flujo de salida y la otra uno de los dos flujos de entrada. El calentamiento del agua puede realizarse con un calentador de inmersión dentro del mismo tanque a una potencia fija o en un tanque externo. El control automático es realizado por un computador personal corriendo bajo el sistema operativo MS Windows XP. Con el propósito de permitir la comunicación entre la instrumentación y el computador se ha desarrollado un conjunto transmisor ¿ acondicionadores de señales, estando el transmisor basado en un microcontrolador Atmel ATmega16, y el acondicionamiento de las señales en amplificadores operacionales LM324 y transistores de mediana potencia. La interfaz requirió la creación de un programa en lenguaje C, para la operación del transmisor, y de un programa más extenso en lenguaje Visual Basic 6.0, para el cálculo de las salidas del controlador, registro de datos y manipulación por parte del usuario. Cada componente del equipo se ha probado individualmente y el funcionamiento en general es aceptable. El mayor inconveniente lo presentan las válvulas proporcionales de solenoide, las cuales...Ítem Diseño, construcción y ajuste de un método para la determinación de la conductividad térmica de cinco sólidos isotrópicos(2010) Mora Ulate, Douglas; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEn primera instancia se utiliza un método transitorio sumergiendo un balín de acero en un baño térmico con agua hirviendo aproximadamente a 90ºC, mediante el modelo exponencial se determina en seis corridas la conductividad térmica del balín de acero con un promedio de 42,71 W/mK y un porcentaje de error de 18,64%. Analizando el módulo de Biot para el agua se obtiene un valor de 0,1596, lo que indica que el régimen dominante es el convectivo, por lo que realmente se está calculando es la contribución de la conducción y la convección en la transferencia de calor y no la conductividad térmica del balín de acero Luego se utiliza un método estacionario en el cual se usan barras de diferentes metales unidas a dos calorímetros de aluminio, después de realizar varias pruebas preliminares para mejorar el sistema se utiliza fibra de baquelita para aislar las barras y un sello de poxilina aplicado a las perforaciones de los envases de aluminio, se hacen dos corridas por cada barra del metal seleccionado calculando el calor transferido por conducción y las pérdidas de calor por convección. Se obtiene para el hierro una conductividad térmica promedio de 132,8 W/m K con un porcentaje de error de 70,9%, para el bronce maleable: una conductividad térmica de 152,2 W/m K y un porcentaje de error de 3,7%, para el bronce fosforado: una conductividad térmica de 158,9 W/m K y un porcentaje de error de 5,2%, para el aluminio: una conductividad térmica de 172,5 W/m K y un porcentaje de error de 36,6% y para el cobre: una conductividad térmica de 251,5 W/m K y un porcentaje de error de 36,3%. Se determina que el intervalo efectivo del equipo se halla entre 100-200 W/mK por lo que se recomienda utilizar metales que estén en dicho ámbito, se recomienda calcular la capacidad calorífica del calorímetro 2 para observar cuanto afecta al calor transferido.Ítem Diseño, construcción y puesta en marcha de un equipo de acuerdo en la norma ASTM E679-04 de olfatometría dinámica para evaluar contaminación por olores en una industria procesadora de alimento animal(2013) Miranda Alvarado, Lesmes; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEl objetivo de este proyecto fue diseñar, construir y poner en marcha un equipo para la medición de olores que cumpla con la Norma ASTM E679-04 para una industria procesadora de alimento animal. La búsqueda de metodologías alternativas es uno de los principales retos ya que en el mercado existen equipos que cumplen esta función pero de un elevado costo, por lo que se requiere producir una tecnología equivalente y de un costo menor. En la etapa de investigación se corroboró de algunos materiales utilizados en la industria del control de olores, para así tomar en cuenta cada una de las recomendaciones de diferentes fabricantes y limitaciones financieras; es así como se eligen los equipos y materiales a utilizar como por ejemplo: rotámetros de PTFE, mangueras de teflón, válvulas de baja superficie de contacto, bombas de bajo flujo, rotámetros de bajo volumen, entre otros. Este equipo se diseña en busca de contribuir con la legislación nacional, ya que aunque Costa Rica se rige por múltiples leyes a favor de la naturaleza, en el campo de contaminación odorífera no existe mayor desarrollo de tecnologías ni implementación de métodos para medición de estos, por lo que se ha convertido en una pesadilla para múltiples comunidades. Se concluye que el equipo viene a suministrar una herramienta de suma utilidad y aporte a los tratamientos ambientales, pero cuenta el proyecto con la limitante de la calibración del equipo, y analizar la trazabilidad de los datos, estas pruebas realizadas entre laboratorios del extranjero.Ítem Diseño, construcción y puesta en marcha de un fotobioreactor tubular para producir microalga Chlorella SP(2010) Velásquez Vásquez, Sergio Gabriel; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEl objetivo de este proyecto fue diseñar y construir un fotobioreactor tubular para producir microalgas Chlorella sp a partir del aprovechamiento de gases de combustión de una caldera. Para esto se investigó en la literatura información acerca de criterios de diseño y construcción de fotobioreactores tubulares y se llevaron a cabo tres corridas experimentales para medir la concentración de biomasa producida por el fotobioreactor construido. Una vez diseñado el fotobioreactor tubular de acuerdo a lo investigado se procedió a su construcción. De acuerdo a un costeo preliminar se estimó su costo en 5 000 000 colones equivalente a 8 878 dólares estadounidenses a una tasa de cambio de 555 colones/dólar EE.UU. Se realizan primero dos corridas experimentales inyectando al fotobioreactor los gases de combustión de una caldera de bunker. Los gases inyectados pasaron primero un lavador húmedo por aspersión y un intercambiador de calor. Durante los experimentos se midió concentración de CO2 en los gases, pH, temperatura, radiación solar recibida por el fotobioreactor, flujo de inyección de gases, flujo de recirculación del caldo de cultivo y concentración de biomasa producida. Posteriormente se realiza una tercera corrida pero sin el pretratamiento de los gases. Se obtienen para las primeras dos corridas, concentraciones de biomasa finales máximas de 0,377 y 0,370 g/L cuando se inyecta un flujo de 21,1 y 20,4 L/min de gas de combustión con una concentración de 0,3% de CO2. Para la tercera corrida se obtiene una concentración final máxima de 0,574 gramos por litro cuando se inyecta un flujo de 28,8 L/min de de gas de combustión, a una concentración de 11,9% de CO2 y 487 ppm de SO2. Los datos de concentración de biomasa obtenidos para la fase de crecimiento de cada corrida se ajustan a un modelo exponencial y se obtienen valores de constantes específicas de crecimiento de 0,321, 0,399 y 0,449 días respectivamente para cada corrida...
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