Ingeniería en Biosistemas [anteriormente Ingeniería Agrícola]

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Análisis poscosecha y procesamiento de la nuez en concha de macadamia (Macadamia integrifolia) en región tropical húmeda de Costa Rica
(1999) Vargas Elías, Guillermo A.; Jiménez Chacón, Ronald
Se busca analizar los principales procesos poscosechas que se le aplican a la macadamia, el trabajo se realizó en la empresa Macadamia de Costa Rica S. A., ubicada en Atirro de Turrialba, que corresponde a una zona tropical húmeda de Costa Rica. En los procesos, se tiene almendra protegida por la concha, a la que se denomina nuez en concha (NEC), en ésta investigación se modificaron las normas de la Australian Macadamia Society (AMS) en cuanto a la cantidad de muestra, temperatura y tiempo de secado en el horno de convección forzada, para la determinación de humedad en muestras de NEC de macadamia. El trabajo se dividió tres áreas, relacionadas con el descascarado, la aireación, el secado y el almacenado. Entre las secciones, tenemos: Desarrollo del Modelo de Balance en Materia, método de aireación en silo y desarrollo de la curva de equilibrio higroscópico para la macadamia (NEC). En el desarrollo del modelo de balance de materia, se analizó el 2.5 % del producto a granel, desde que se presenta el fruto de macadamia en cáscara, hasta que se obtiene la almendra, estableciendo las proporciones en que se divide el producto en cada proceso. Se evaluó el modelo haciendo el cálculo de geso a granel de la NEC, después de que es aireado el producto en el silo, teniendo errores en la predicción del peso no mayor al 3,3 %, respecto al peso real. El peso real osciló entre 2000 y 3500 kg. Se compararon los métodos de presión y succión de aire a temperatura ambiente, en silo con base cónica. Se comprueba que en 3 días de aireación, el método a succión es mejor que el método a presión, para los silos localizados en finca Oriente. Finalmente se desarrolló la curva de equilibrio higroscópico para la nuez en concha en desorción a 25 °C, para un ámbito de humedad que abarca todo el procesamiento de la macadamia. A partir de dicha curva se establece que es posible llevar el producto hasta aproximadame 10% de humedad (b.h NEC) con aire...
Aireación bajo condiciones ambientales de alta humedad relativa y baja temperatura para la conservación de maíz amarillo almacenado
(1999) Recio Loría, Mario; Jiménez Chacón, Ronald
Se realizaron pruebas de aireación de forma experimental bajo condiciones de humedad relativa superiores a 80% y de temperatura ambiente entre 16°C y 22°C en un país tropical como lo es Costa Rica, específicamente en el valle central. En el trabajo realizado se aplicaron caudales específicos de aire de 0,8 m3/ min/m3grano y 0.4 m3/ min/m3grano a maíz amarillo importado US N02. Dicho grano se almacenó con temperaturas promedio de 25°C y 30°C respectivamente en un silo experimental de 0,75 m de diámetro y 0,90 m de alto. La época de las pruebas comprendió de noviembre de 1997 a marzo de 1998, donde el fenómeno del niño afectó al país a partir de enero de 1998. Antes y después de cada prueba de aireación se extrajeron muestras del maíz para determinar su humedad relativa de equilibrio (HRE) por el método de punto de rocío y su correspondiente contenido de humedad de equilibrio (CHE) por el método del horno y analizar el efecto de la aireación sobre estas variables. La remoción de humedad del maíz amarillo provocada por proceso de aireación fue leve en todos los ensayos realizados. Además, no hubo gradientes de humedad entre los estratos del maíz almacenado significativos como para afectar su calidad. Para algunas pruebas realizadas con temperaturas promedio de maíz amarillo de 30°C hubo condensación en el silo experimental, indistintamente del caudal de aire aplicado, no así en las pruebas realizadas con grano a 25°C. Para los mayores flujos de aire aplicado se dieron los mayores descensos tanto para la humedad relativa de equilibrio, como para el contenido de humedad final del granel, indistintamente de la temperatura del grano. En la mayoría de las pruebas hechas a mayor contenido de humedad inicial del maíz amarillo, mayores fueron los descensos en la humedad relativa de equilibrio. Los valores finales de las humedades relativas de equilibrio al finalizar el proceso de la aireación, estuvieron un ámbito adecuado...
Parámetros operativos y capacidad de procesamiento del reactor anaerobio en el Beneficio Coopelibertad R.L
(2000) Sánchez Hernández, Leonardo,; Jiménez Chacón, Ronald
Se aplicó una metodología a nivel de laboratorio por medio de análisis químicos y de campo, con mediciones directas puntuales, monitoreando el balance de materiales (flujo de agua, producción de biogás y materia orgánica cruda), así como el controlar la estabilidad de un proceso anaerobio bastante complejo, por medio de dos reactores de flujo ascendente que conforman el sistema de tratamiento final de las aguas residuales en el beneficio Coopelibertad R.L. La estabilidad se evaluó por medio de tres parámetros : pH, alcalinidad y ácidos grasos volátiles (AGV's), donde estos dos últimos reflejaron comportamientos directamente proporcionales en los centros y a la salida de ambos reactores. Un resultado muy importante, fue el hecho de sustituir la soda cáustica por cal talco para el control del pH. Lo anterior representa un gran ahorro económico, así como una manipulación más sencilla y menos peligrosa por parte de los operarios del sistema. Con la cantidad de materia orgánica presente en las aguas mieles (denominada en términos de DQO), se logró determinar una eficiencia de remoción del 91.15%. La producción de gas, aparte de ser un subproducto de la descomposición de las aguas, que fue aprovechado como una fuente calorífica ó energética, mantuvo una relación directa con el DQO de afluente, ya que sirvió para definirla cantidad de materia orgánica cruda que ingresó al reactor, incrementando según las posibilidades entre un 4 y un 7% más cada día. Se logro determinar un consumo de agua por fanega menor al metro cúbico, así como el grado de contaminación por medio del DQO en todas las aguas que participan en los procesos de beneficiado húmedo. Esto último permitió identificar aquellas aguas que no era necesario su tratamiento, incrementando la eficiencia operativa del reactor anaerobio.
Modelación hidráulica e hidrológica del Río Guápiles para determinar la vulnerabilidad a inundaciones en un tramo comprendido entre los poblados Guápiles y la Rita
(2006) Morris Grainger, Hubert; Govaere Vicarioli, Georges
El presente proyecto de graduación permitió realizar modelaciones hidrológicas e hidráulicas en la cuenca con el fin de determinar la vulnerabilidad de los terrenos al anegamiento según su ubicación con el cauce del río Guápiles. Para realizar dichas modelaciones se contó con insumos provenientes de diferentes instituciones tanto públicas como privadas, donde cabe mencionar PRODUS, CORBANA S.A. y CENAT. El proceso requirió de generar un mapa de uso del suelo para la cuenca y realizar simulaciones hidrológicas, donde se obtuvieron los caudales para diferentes periodos de retorno. Con esta información se pudo concluir que el evento de lluvia registrado el 9 de enero de 2005 presento un periodo de retorno cercano a los 60 años. Mediante la simulación hidráulica del cauce fue posible determinar los tramos en donde el río se desborda hacia las planicies de inundación y su distribución de velocidades. Las simulaciones realizadas se presentaron en dos escenarios; actual y proyectado. En donde el escenario proyectado se basa en la degradación del uso del suelo por el aumento poblacional supuesto en la zona. Para el escenario actual se presentaron tres secciones en donde parte del caudal simulado inunda las planicies aledañas, mientras que para las condiciones proyectadas, las secciones en donde se presentan inundaciones aumenta. Se plantea implementar un plan regulador que administre las áreas según su uso potencial y así mejorar el ordenamiento urbano en el futuro, considerando los cambios en el ciclo hidrológico que éstos puedan ocasionar. La cuenca del río Guápiles ha sufrido una transformación en el uso del suelo generado principalmente por la expansión del foco urbano hacia la periferia. Dicho crecimiento ha incidido en una disminución de las áreas en donde el agua llovida pueda infiltrarse por lo que el escurrimiento superficial ha aumentado en el tiempo.
Diseño de un sistema de gestión de las buenas prácticas de manufactura para la comercializadora CIS para invernaderos agrícolas
(2009) Quesada Chacón, Oscar; Solís Rodríguez, José Gabriel
El comercio de alimentos a nivel mundial ha cambiado de manera radical en los últimos diez años, estando sujeto al cumplimiento de diversas leyes y reglamentos destinados a proteger la salud humana y garantizar la calidad de los productos agrícolas. La implementación de un Sistema de Gestión de Calidad representa un medio para asegurar que los productos satisfacen los requerimientos específicos del cliente y además permite desarrollar un proceso de mejora continua en las organizaciones. La Comercializadora CIS para Invernaderos Agrícolas se dedica a la comercialización de pepino holandés ( Cucumis Sativus) y su producción es destinada al mercado estadounidense. Las instalaciones de la empresa se encuentran localizadas en la ciudad de Zarcero, cantón de Alfaro Ruiz. El presente Proyecto de Graduación consistió en el desarrollo del Manual de Calidad para la Comercializadora CIS para Invernaderos Agrícolas, fundamentado en la estructura de documentación de la norma ISO 9000:2000, la misma busca la adopción de la normativa incluida en el protocolo de Primus Labs para las Buenas Prácticas de Manufactura en Plantas Empacadoras sin HACCP. La implementación del Manual de Calidad representa el primer paso en el desarrollo del Sistema de Gestión de Calidad de la empresa y busca que la organización pueda lograr el control total de sus procesos productivos, para garantizar la seguridad, confianza y satisfacción de sus clientes.
Diseño del drenaje subsuperficial para 43.74 has de la finca El Silencio, Aguirre, Puntarenas
(2009) García Serrano, Pamela Ma.; Baudrit Ruiz, Daniel
El estudio que se presenta en esta tesis fue realizado en la finca el Silencio, esta se ubica en el Pacifico Central en distrito Savcgre cantón Aguirre, la cual pertenece al grupo de productores independientes de palma africana Coopesilencio. R.L. Las 500 has que conforman el área sembrada de palma de la finca, han dado indicios de presentar problemas de drenaje, por lo cual la cooperativa y la Compañía Palma Tica han destinado recursos para el desarrollo del presente estudio, evaluación y diseño de una red de drenajes que satisfaga las necesidades que se presentan en la finca. Del área total sembrada con palma africana (500 has aproximadamente), se decidió en base al estudio de suelos realizado por el Ministerio de Agricultura y Ganadería y por las lecturas de los piezómetros colocados en la finca realizar la evaluación a 43.74 has las cuales según resultan estar ubicadas en una de las áreas más problemáticas. Este proyecto se desarrolla sobre esa área y debido a lo anterior se dio la oportunidad de desarrollar este estudio, el cual tiene como objetivo "Estudiar una zona representativa de la finca Coopesilencio con problemas de drenaje, con el fin de elaborar un diseño preliminar y un presupuesto preliminar del sistema de drenaje para un área de 43.74 has". Se realizó un estudio hidrológico, el cual incluyó el análisis de intensidad-duración-frecuencia de la precipitación, se determino el valor de la evapotranspiración potencial y el balance hídrico el cual indica, entre otras cosas, que existen excesos de agua en la finca durante más de ocho meses al año. Como cálculo final del estudio hidrológico, se calcularon las precipitaciones y las recargas de diseño para varias duraciones y períodos de retomo. Se realizó la instalación de una red de piezómetros la cual permitió conocer los niveles freáticos en el área de estudio durante los meses de máxima lluvia...
Plan maestro de acueducto para la Municipalidad de Naranjo: Acueducto de San Jerónimo
(2010) Cubero Rojas, Jonathan; Govaere Vicarioli, Georges
En este estudio se hace un diagnóstico de la situación actual del acueducto de San Jerónimo, se analizan los datos poblacionales, los recursos hídricos identificados ilustrando la cantidad y la calidad del agua, se analizan los sistemas de abastecimiento existentes y se analizan distintos aspectos como identificación de zonas homogéneas, las actividades económicas de la comunidad, la situación organizativa y la situación institucional en la zona. También se realiza un estudio de la demanda y oferta de agua en este municipio. La conclusión más importante a la que se llega es que hay suficientes recursos hídricos tipo manantial para satisfacer la demanda de la población actual y futura en un sistema por gravedad, sin embargo la mayor preocupación es que se identifican problemas a corregir entre ellos que los manantiales son de propiedad particular y vulnerables a la contaminación, y no hay algún planeamiento en el ámbito legal. Se establecen los criterios para la planificación y diseño de las actuaciones de abastecimiento y los criterios técnicos de cálculo. La tesis define y aplica una metodología de cálculo de infraestructuras de abastecimiento teniendo en cuenta aspectos legales, comunales, ambientales y la necesidad de proyección de la población. Finalmente del análisis de la información recopilada en campo, y de la recopilación de información a partir de la modelación de los sistemas y de los problemas del recurso hídrico en la zona, definen y se calculan las actuaciones y las inversiones necesarias, basándose en el presupuesto preliminar establecido Como resultado final se obtiene una programación de las inversiones necesarias para facilitar la planificación de las inversiones a realizar en toda la zona. El objetivo principal del estudio fue el establecimiento de líneas de desarrollo en materia de abastecimiento de agua que deberán ser seguidas....
Análisis comparativo de la medición del contenido de humedad con los medidores "de las marcas" DICKEY-John, Gehaka, Motomco y Grainman en frijol nacional rojo variedad Cabécar y negro variedad Guaymí
(2011) Guerrero Brenes, Pedro Mauricio; Miranda Chacón, Alberto
En este trabajo se realizo una comparación de equipos indirectos de medición de conte- nido de humedad con las marcas DICKEY-John, Gehaka, Motomco y Grainman, para frijol nacional rojo variedad Cabécar y negro variedad Guaymí con respecto al horno de convección forzada como método estándar de referencia. Para ello se efectuó un mues- treo en las principales zonas productoras de frijol de la zona sur del país, recolectando muestras con altos contenidos de humedad, para luego secarlas en una secadora estática de laboratorio y obtener diferentes puntos de contenido de humedad. Con los contenidos de humedad obtenidos se realizo un análisis comparativo utilizando como referencia normas internacionales1, las cuales tienen tolerancias y parámetros que deben cumplir este tipo de medidores para una adecuada operación. Para frijol rojo Cabécar en el parámetro de precisión con respecto al horno solo el Ge- haka cumple con la tolerancia definida. En el parámetro repetibilidad para un mismo equipo todos medidores cumplen los requerimientos mínimos, sus mediciones entre sí son estables. En reproducibilidad entre equipos, ninguno cumple con los requerimientos mínimos. Para frijol negro Guaymi en el parámetro de precisión con respecto al horno ningún medidor está dentro de la tolerancia. En el parámetro de repetibilidad para un mismo equipo todos cumplen los requerimientos mínimos de tolerancia, sus mediciones entre sí son estables. En el caso de reproducibilidad entre equipos ninguno cumple con los requerimientos mínimos de tolerancia. Dando como resultado diferencias significativas entre la variedad Cabécar con respecto a la variedad Guaymi para los medidores utilizados.
Diseño de estructuras en bambú para agricultura protegida
(2013) Durán Navarro, Josué,; Benavides León, Carlos Manuel
Este proyecto busca valorar preliminarmente el uso del bambú como material de construcción de ambientes protegidos para la producción agrícola. El estudio se realizó considerando los datos generados por el Ing. Jaime Sotela Montero, acerca de las propiedades mecánicas del bambú, como parte del proyecto COS87/001: Aprovechamiento del Bambú en la Construcción de Vivienda de Interés Social, realizado como parte del convenio entre la Universidad de Costa Rica y el Proyecto Nacional de Bambú. Al no existir normativa en Costa Rica acerca de la construcción de invernaderos y el uso del bambú como material estructural, se utilizó como guía de diseño y análisis la normativa y códigos vigentes, principalmente la utilizada en el continente americano. Idealizadas las cargas y el modelo a evaluar, utilizando el software de diseño y análisis estructural SAP2000 versión estudiantil, se llevó a cabo la modelación y análisis de los elementos de la estructura, sometidos a diferentes combinaciones de cargas, lo que permitió conocer la demanda de esfuerzos de los elementos y compararla con la capacidad de cada uno de ellos, obteniendo finalmente las secciones mínimas requeridas. Los resultados obtenidos, muestran que la estructura evaluada, un ambiente protegido a dos aguas con altura a canoa de 3m, luz de los marcos transversales de 6m y separación entre los marcos de 3m,presenta preliminarmente una viabilidad técnica, puesto que las dimensiones de las secciones mínimas requeridas no superan los 10cm de diámetro. Sin embargo, económicamente bajo las condiciones en el cual actualmente se comercializa el bambú en Costa Rica, económicamente el bambú no es competitivo al lado de materiales tradicionales como el acero.
Efecto del enfriamiento artificial en el almacenamiento de arroz en granza (Oryza sativa L) respecto a la calidad del grano y costos operativos
(2013) Mora Chaves, Juan Roberto
Estudio de viabilidad de cosecha de agua de lluvia en Reserva Conchal para su utilización en riego del campo de golf
(2015) Carvajal Carballo, Rebeca; Govaere Vicarioli, Georges
El presente trabajo muestra la viabilidad técnica y económica de implementar un sistema de cosecha de agua de lluvia para ser utilizado en el riego del campo de golf de Reserva Conchal aprovechando los lagos ubicados dentro del campo como reservorios. Se realiza un diagnóstico del manejo que se le da al recurso hídrico comparando el agua que se riega vs el agua requerida por el cultivo según la demanda estimada de: evapotranspiración, condiciones del suelo y características del cultivo, con el cual se determina que no existe un exceso de agua regada. El agua que puede ser cosechada se determinó realizando un balance hídrico con el método de Thorthwaite y Matter. La capacidad de los lagos corresponde a 44 mil m3 de agua, pero el agua que escurre por el campo es mayor que esta capacidad por lo que no se logra almacenar toda el agua que se podría captar en época lluviosa, pero se logra captar el volumen total de los lagos para contar con él a inicios del verano. El análisis económico muestra el costo aproximado del proyecto, de manera que realizar la interconexión de los lagos podría tener un costo aproximado de $81 mil dólares utilizando un sistema de bombeo eléctrico siendo este un 66% más eficiente que opción de utilizar un bombeo de motor diésel lo cual permitiría ahorrar aproximadamente $66 mil dólares si se aprovecha el agua total de los lagos tomando en cuenta las perdidas por evaporación e infiltración. El volumen de agua almacenado puede ser aplicado según las necesidades que vayan apareciendo y se debe apreciar el sistema como una ayuda o un apoyo para mitigar el impacto de la falta de agua lo que hace que, contar con el sistema instalado permita utilizarse en el momento en que se cuente con agua en los lagos, esto implica que si hubo un evento de lluvia no esperado que hiciera que se llenaran los lagos se podría accionar el sistema y aprovechar el agua.
Efectos de la altitud sobre las características físicas y organolépticas del café de la zona de Los Santos
(2015) Alfaro Vargas, Verónica; Miranda Chavarría, José Alberto
Se analizó la influencia de la altitud en la variación de las características físicas y organolépticas del café Sub Tipo Stricltly Hard Bean (SHB) Sur producido en la zona de Los Santos, en el rango de 1200 a 2000 msnm, con el fin de caracterizar la calidad del café de acuerdo con parámetros cuantitativos y cualitativos. Para este estudio se tomaron en consideración las condiciones agroecológicas de la zona de estudio a partir de los datos meteorológicos de estaciones del Instituto del Café de Costa Rica (ICAFE) y del Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), según los cuales la temperatura diaria promedio es de 18,3°C, la humedad relativa promedio diaria es de 85,6%, la precipitación promedio mensual es de 179,1 mm y la precipitación promedio anual es de 2149,1 mm. Además se realizó una encuesta sobre el sistema de producción y el proceso de beneficiado que permitió establecer que en ambos casos existe un perfil predominante. Para el estudio se establecieron 4 rangos de altitud, con una amplitud de 200 m cada uno: rango A de 1200 a 1400 msnm, rango B de1400 a 1600 msnm, rango C de 1600 a 1800 msnm y rango D de 1800 a 2000 msnm. Para cada rango se obtuvieron 5 muestras de café pergamino facilitadas por 12 beneficios de café seleccionados al azar (20 muestras en total). Todas las muestras fueron despergaminadas bajo las mismas condiciones de equipo y procedimiento para obtener la condición de café oro, para luego realizar pruebas de granulometría, contenido de humedad, densidad aparente (para las condiciones de pergamino y oro), densidad real y catación. Todas estas pruebas fueron realizadas siguiendo las normas respectivas. Del proceso de despergaminado se obtuvo un promedio de 83% de café oro y un 16% de pergamino o cascarilla. En la prueba de granulometría los tamices predominantes fueron el N°19, N°18, N°17 y N°16, en los cuales se retuvo el 83,7% del grano; se determinó que conforme aumenta la altitud el tamaño...
Implementación de datos LiDar en el desarrollo de zonificación por inundación para el plan regulador del cantón de Aserrí
(2015) Quesada Artavia, Nancy; Rojas González, Alejandra
En el cantón de Aserrí, en la provincia de San José, se ubica un afluente del Río Cañas denominado Quebrada Suárez. En la micorcuenca de la Quebrada Suárez se identifican las poblaciones de Lourdes y Suárez, las cuales en noviembre del 2010 se vieron afectadas por fuertes lluvias provocadas por el Huracán Tomas, esto aunado al uso de suelo así como al deslizamiento ubicado en la zona en estudio (El Burío) generó grandes pérdidas materiales. Por lo tanto y con el fin de realizar un análisis del riesgo por inundación es que se procede a realizar el presente estudio. Mediante recopilación de información a instituciones gubernamentales, visitas de campo, la aplicación de tecnología LiDar y la implementación de programas como Hec-RAS 4.1.0, HEC-HMS 3.1, ArcMap 10, entre otros, se realizó un análisis hidrológico e hidráulico en la microcuenca de la Quebrada Suárez. Una vez realizados estos análisis se generaron Mapas de Amenaza Potencial de Inundación para el evento ocurrido en noviembre del 2010 (Huracán Tomas) y diferentes caudales de diseño según periodos de retorno; así como una comparación entre Cartografía Nacional del cantón de Aserrí y tecnología LiDar levantada en la zona. Fue posible corroborar que el evento ocurrido en el 2010 no fue exclusivo del trasiego de agua por cuanto el caudal determinado (19,9 m3s) no provocó los efectos acontecidos; resultando necesario considerar arrastre de materiales y/o sedimentos provocados por el deslizamiento El Burío, lo cuales afectarían negativamente la sección transversal del cauce de la Quebrada Suárez. Se concluyó que la tecnología LiDar es ideal para la generación de Mapas de Amenaza Potencial a Inundación por cuanto es posible obtener gran precisión de la zona en estudio, donde la Cartografía Nacional disponible no permite el análisis hidráulico a pequeña escala.
Análisis del comportamiento térmico de un invernadero construido en ladera, aplicando dinámica de fluidos computacional
(2015) Rojas Rishor, Adriana; Benavides León, Carlos Manuel
Se realizó un estudio del comportamiento de la temperatura y humedad relativa en un invernadero construido en ladera, tanto en el sentido de la pendiente como en la sección transversal. El invernadero se ubica en la zona de Viento Fresco de Las Brisas de Zarcero y cuenta con una pendiente del 60 %. La temperatura y humedad relativa dentro del invernadero se midieron con 17 sensores colocados uniformemente en todo el recinto, registrando valores cada 5 minutos durante 3 meses. El invernadero se encontraba cultivado con tomate en etapa de formación del fruto (dos meses de sembrado) y chile con menos de una semana de sembrado. A su vez, se instaló una estación meteorológica cercana al invernadero para registrar las condiciones climáticas ambientales como lo son, la temperatura, humedad relativa, radiación, magnitud y dirección del viento, todos cada 15 minutos. Se analizaron estadísticamente los datos de las condiciones climáticas externas para obtener días críticos de temperatura altas y bajas durante el registro de datos. Para evaluar si el ambiente es homogéneo en todo el volumen, se realizó un análisis de varianza de la temperatura y humedad relativa para conocer si existen diferencias significativas en el sentido de la pendiente y en la sección transversal a 6 casos puntuales de los cuales 3 se encuentran dentro del intervalo diurno (desde las 6:00 a 17:45 horas) y los otros 3 dentro del intervalo nocturno (desde las 18:00 a 5:45 horas) y se aplicó un modelo numérico para la simulación de la distribución espacial de la temperatura y la humedad relativa del invernadero utilizando dinámica de fluidos computacional. Los 6 casos analizados fueron utilizados para la validación del modelo. Entre los datos de entrada se encuentran, características de la malla antiáfida usadas en las ventanas, temperaturas de frontera y características térmicas de los materiales que pueden influir en el intercambio de calor y difusión de especies...
Evaluación de la producción de biogás por medio de la biodigestión anaerobia semicontinua utilizando residuos del beneficiado del café como sustrato
(2015) Rojas Sossa, Juan Pablo; Solís Ramírez, Kattia de los Ángeles
Con el fin de dar un aporte a la investigación sobre la valorización de los residuos producidos en los beneficiados del café, se realizó este estudio, que observó el comportamiento de los residuos del café, en un proceso de biodigestión anaerobia semicontinua. Para ello se elaboraron dos experimentos. En el primero, se planteó como objetivo determinar el tiempo de retención hidráulica (TRH) y la temperatura de operación más adecuada. Con un TRH de 15 días y 25 días y una temperatura de 35 °C y 50 °C. Para el segundo experimento se evaluó la producción de biogás, se utilizaron diferentes proporciones de masa de los residuos del beneficiado, se aumentó el contenido de mucílago (M1 = 7,1 %; M2 = 49,9 %; M3 = 90,8 %), y se disminuyó la proporción de pulpa (M1 = 18 %; M2 = 10,2 %; M3 = 2,5 %). Luego se evaluaron los resultados experimentales con un balance de masa y energía (BME) para obtener los rendimientos energéticos del proceso por masa seca, y por fanega de café fruta. En el primer experimento se operaron, reactores piloto alimentados con una mezcla obtenida del balance de masa del beneficiado con un arreglo factorial para compararlos, siendo inoculados con un 50 % del volumen inicial del reactor. Durante 100 días, los reactores no llegaron a estabilizarse. Esta condición generó baja productividad en los reactores y una calidad de metano no aprovechable. A razón de esta experiencia, se realizó el segundo experimento, con reactores piloto por 60 días y con un tiempo de retención hidráulica de 30 días a 35 °C e inoculados con 100 % del volumen inicial, y se evaluó la producción de biogás a diferentes proporciones de masa de los residuos en las mezclas. Se observaron diferencias en la producción de gas acumulada (M1 = 10 051,5A mL; M2 = 15 778,3B mL; M3 = 19 459,3C mL) para los reactores, y aumentaron los contenidos de CH4 y la reducción de sólidos, con valores adecuados para el aprovechamiento energético. Además...
Análisis y diseño estructural de invernaderos en laderas
(2015) Solís Salazar, Christian; Benavides León, Carlos Manuel
Este proyecto evalúa la resistencia estructural de un prototipo de ambiente protegido a construirse bajo diferentes condiciones de pendientes de laderas y categorías de exposición. Se analiza también los costos diferenciales de la inversión inicial de este prototipo, para compararla con la alternativa de construirlo en terraza. Debido a la inexistencia de códigos o normativas específicas para la construcción de ambientes protegidos en Costa Rica, así como la carencia de un código para el análisis del viento que establezca las recomendaciones de velocidad de ráfaga de viento para el diseño, se utilizaron las metodologías para el análisis de la carga de viento propuestas por la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles del 2010 (ASCE, por sus siglas en inglés) y del Reglamento de Construcciones de Costa Rica de 1983 (RCCR). Se aplicó un modelo demostrativo del análisis de velocidades de viento y carga a estructura, utilizando las metodologías del ASCE (2010) y el RCCR (1983), adecuadas a la zona de Fraijanes, integrando modelos de distribución estadísticos para la comparación de las presiones de viento en las caras del invernadero asociadas a un periodo de retorno para diferentes vidas útiles de la estructura principal y el material de cobertura. Se desarrolló un segundo modelo demostrativo que evaluó la resistencia estructural de un invernadero bajo condiciones de pendiente, comparando resultados con un invernadero similar bajo condiciones de topografía plana. Este estudio se basó en uno de los prototipos de invernadero más económicos generados por Acuña (2013), por lo que el prototipo con techo a dos aguas, de 9 m de ancho, 18 metros de largo y 5m de altura de canoa, fue analizado para diferentes condiciones de pendiente y categorías de exposición. Se utilizó el programa SAP 2000 para la modelación y el análisis estructural y se evaluaron las secciones según las recomendaciones del Instituto Americano del Hierro...
Modelación hidrológica en las cuencas San Jerónimo-Piedras, Río Blanco y Tenorio usando SWAT
(2015) Barquero Ureña, Alejandra; Rojas González, Alejandra
Se realiza una modelación hidrológica en las subcuencas Río Piedras-San Gerónimo, Río Blanco y Río Tenorio las cuales conforman parte de la cuenca Bebedero, por medio del modelo SWAT. El estudio tiene como finalidad evaluar el modelo y su adaptación a condiciones de nuestro país. Se cuenta con datos de dos estaciones limnigráficas con las cuales se realiza la comparación de datos entre la simulación y los datos observados. La primera estación llamada Rancho Horizontes incluye las subcuencas de Río Piedras-San Gerónimo y Río Blanco (cuenca 1). La segunda, Rancho Rey, incluye la subcuenca de Río Tenorio (cuenca 2). Se realizan tres simulaciones, con las estaciones Bagaces, Hacienda Guachipelín y La Fortuna las que se dan en la cuenca 1, y una simulación con la estación de Río Naranjo en la cuenca 2. Se precalibra el modelo, variando los valores de conductividad hidráulica, aumentándola un 300% debido a la alta infiltración de los suelos de la zona, esto disminuyó los picos de lluvia. También se aumenta la fracción de percolación profunda (RCHRG_DP) lo que colabora para estabilizar los caudales mínimos. El valor del retraso de llegada de aguas subterráneas (GW_DELAY) se ajusta en 500 días, valor que ajusta el tiempo de distribución de los caudales. Se modifican los valores de evaporación (ESCO) y coeficiente de re-evaporación (GW_REVAP) para disminuir el agua en el suelo. Realizada la simulación para la estación Bagaces se obtiene un coeficiente de Nash de 0,01, debido a la poca precipitación que reporta esta estación localizada en la zona media de la cuenca 1. El coeficiente de Nash en la estación de Hacienda Guachipelín es de -0.58, el valor menos representativo, ya que la estación solo abarca 2,70% de la cuenca según los polígonos de Thyssen. Finalmente para la cuenca 1 se reporta un coeficiente de Nash de 0,31 cuando se incluyen los datos de la estación La Fortuna, esto debido a la alta concetración...
Caracterización de pellets con fines energéticos elaborados a partir de residuos forestales
(2015) Carrillo Paniagua, Tonny; Casanova Treto, Pedro
Se realizó la caracterización de pellets fabricados a partir de residuos de aserradero, producto del aprovechamiento de las especies Pilón (Hyeronima alchorneoides) y Eucalipto (Eucalytus spp). Equipo de diseño experimental fue empleado para elaborar pellets bajo distintas condiciones de densificación. Parámetros como el diámetro (8 mm ¿ 10 mm), la fuerza de compresión (300 kgf ¿ 500 kgf) y la temperatura (90 ºC ¿ 105 ºC), fueron modificados con el objetivo de evaluar su efecto sobre propiedades físicas (densidad unitaria, aparente y dureza mecánica), propiedades térmicas (conductividad térmica, difusividad térmica y calor específico) y propiedades fisicoquímicas (poder calorífico, contenido de cenizas). También se determinó el contenido de nitrógeno, cloro y azufre presente en la biomasa. Posteriormente los resultados fueron comparados con lo estipulado en normativas internacionales para la calidad de pellets. La densidad unitaria, aparente y la dureza mecánica determinada, tuvieron valores entre los 0,856 kg/dm3 y 1,093 kg/dm3 , 480,0 kg/m3 y 603,0 kg/m3 , y 96,1 % a 97,5 % respectivamente. En la determinación de las propiedades térmicas se obtuvieron valores entre los 0,253 W/m¿K y 0,279 W/m¿K para la conductividad térmica, l,748×10-7m2 /s y 2,314×10-7 m2 /s para la difusividad térmica, y en el caso del calor específico se determinaron valores entre los 3,019 kJ/kg¿K y 2,183 kJ/kg¿K. Las propiedades fisicoquímicas como el poder calorífico superior tuvieron valores entre los 18 837 kJ/kg y 18 984 kJ/kg, el contenido de cenizas fue de un 1,31% (b.s.). Finalmente, se estimó que el contenido de nitrógeno, cloro y azufre presente en la biomasa empleada, corresponde a un 0,1129%, 0,0592% y 0,0317% respectivamente. Los resultados indican que las propiedades físicas fueron las más sensibles a las condiciones de densificación estudiadas, encontrándose un efecto significativo principalmente, con el aumento...
Cinética de la masa y expansión volumétrica del frijol en hidratación
(2016) Valerio Cubillo, Ovidio; Vargas Elías, Guillermo Asdrúbal 1970-
La presente investigación analizó la expansión del frijol Matambú (Phaseolus vulgaris) para explicar su proceso de hidratación previo a otros sistemas de procesamiento. Para ello se determinó la relación del aumento de la masa y el volumen de dicho grano en función del tiempo y la temperatura del medio para encontrar el mejor modelo que describa las propiedades de absorción de agua. El frijol Matambú es el objeto de estudio debido a que hace referencia a estudios previos efectuados en el ámbito agroalimentario. Su importancia como grano radica en ser un producto con altos tiempos de almacenamiento y resistencia a enfermedades, aspecto que lo hace más competitivo con respecto a otros granos de frijol. Con base a una herramienta automatizada de procesamiento digital de imágenes, la cual permite analizar una mayor cantidad de granos de forma simultánea, se midió el cambio de volumen unitario de granos en hidratación manteniendo su integridad. El cambio de masa se estudió de forma análoga a la razón de cambio de volumen en frijol, de manera que se utilizó 3 modelos para explicar la cinética de humedad y expansión volumétrica: Peleg, sigmoide y de difusión. El proceso se analizó para la temperatura de agua de 20-70 °C. Se observó con la ecuación de Arrhenius que la velocidad de hidratación aumenta con la temperatura, y se determinó la energía de activación con valores de 19,76 - 24,29 kJ¿mol-1 para los modelos usados. Con esto se desarrolló un método objetivo, rápido y eficiente para analizar propiedades del grano asociadas con su calidad.
Utilización del Oxihidrógeno como aditivo para incrementar el desempeño de un motor de combustión interna
(2016) Sánchez Jalet, Juan Carlos; Solís Ramírez, Kattia de los Ángeles
En la presente investigación, se construye una celda electrolítica capaz de generar oxihidrógeno. Se completa el desarrollo del sistema, al construir y acondicionar el resto de componentes que lo conforman para poder ser instalado y monitoreado. Se establecen las condiciones base midiendo los parámetros de CO, CO2, HC, potencia, torque y REAC con el vehículo funcionando solamente con combustible. Se prescriben los diferentes flujos producidos por dos configuraciones de celdas 5N/3E/13P y 4N/5E/21P; con esto se obtienen flujos máximos y determinan la concentración de KOH más eficiente para la producción de HHO. Esta concentración es de un 1% que permite un rango de corrientes amplio y un flujo alto de HHO. Para la configuración 5N/3E/13P, el flujo máximo alcanzado es de 11,67 mL/s a una concentración del 1% y una corriente de 10 A. Para la configuración 4N/5E/21P, el flujo máximo alcanzado es de 27,18 ml/s a una concentración del 1% y una corriente de 25 A. Se instala el sistema en el vehículo de prueba, tanto para la prueba de potencia en la empresa AUTOCOM, como para las pruebas de gases contaminantes en las instalaciones del INA. El comportamiento del gas CO no es predecible en el caso estudiado, como referencia los valores promedio para ralentí, 1500, 2000 y 2500 rpm son 3,75, 3,86, 2,59, y 2,30 % vol respectivamente, sin embargo, se obtiene una baja considerable en el caso específico de las 1500 rpm con un flujo de 6,64 mL/s para una reducción del 12,18 %. El CO2 se mantiene muy estable durante las pruebas. Como referencia los valores promedio para ralentí, 1500, 2000 y 2500 rpm son 9,73, 12,48, 12,23, y 11,91 % vol respectivamente. El CO2 solo varía en un 1 %, en la mayoría de los casos y presenta un incremento en ralentí con un flujo de 22,39 mL/s, para un valor de 10,27 % vol, equivalente a un aumento del 5,55 % con respecto a la prueba sin HHO. Las variaciones más representativas se presentan en el análisis...

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Examinando Ingeniería en Biosistemas [anteriormente Ingeniería Agrícola] por Fecha de publicación

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