CURSO DE APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE LA BIOMASA
 
Profesor:
 
Dr. Borja Velázquez Martí
Departamento de Ingeniería Rural y Agroalimentaria
Universidad Politécnica de Valencia
Camino de Vera s/n
46022 Valencia (España)
 
Telf. 0034 655438581
 
Curso 12 h. 
http://bioenergia.blogs.upv.es/
http://bvelazquez.blogs.upv.es/
 
OBJETIVOS
Tras el curso de bioenergía los alumnos deben ser capaces de:

1. Planificar la producción de materias primas para la obtención de biocombustibles
2. Evaluar rendimientos energéticos de una instalación de generación de potencia a partir de la combustión de biomasa
3. Conocimiento de las bases para la realización de proyectos de instalaciones de transformación de biomasa en biocombustibles

 
CONTENIDOS (12 h)
TEMA I. LA BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE

• Definición de biomasa y biocombustible 
• Fuentes de biomasa
• Biomasa agrícola para uso energético    
• Biomasa forestal para uso energético    

TEMA II. TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES

• Proceso de combustión     
• Tipos de biocombustibles  

 
TEMA III. CARACTERIZACIÓN DE LA BIOMASA SÓLIDA

• Masa y volumen     
• Distribución de tamaño de partícula      
• Humedad     
• Densidad     
• Poder calorífico      
• Análisis elemental   
• Análisis proximal    
• Análisis estructural  
• Inflamabilidad y combustibilidad 
• Análisis termogravimétrico
• Durabilidad de los materiales densificados       
• Especificaciones de los biocombustibles 

 
TEMA IV. CUANTIFICACIÓN E INVENTARIACIÓN DE BIOMASA

• Introducción
• Cuantificación indirecta de la biomasa en estructuras vegetales      
• Cuantificación de biomasa forestal        
• Cuantificación de biomasa de árboles frutales  
• Cuantificación de biomasa arbustiva      
• Biomasa procedente de podas     
• Cuantificación de la biomasa ligada a la producción    
• Cuantificación de la biomasa energética obtenible de cultivos energéticos  
• Determinación de biomasa mediante teledetección     

 
TEMA V. INSTALACIONES TÉRMICAS

• Definición de caldera        
• Funcionamiento de la caldera de combustibles sólidos
• Elementos de la instalación de la caldera
• Funcionamiento calderas de combustibles líquidos y gaseosos        
• Especificaciones técnicas de las calderas y datos en el proyecto      
• Determinación de la potencia de las calderas en edificios     
• Necesidades de aire en la caldera
• Rendimiento y control de la combustión 
• Instalaciones térmicas industriales        
• Sistemas no estacionarios

Curso en la Universidad de Entre Ríos Paraná.

Al terminar el curso el alumno será capaz de

- Realizar el tratamiento de los datos de sus investigaciones, dándoles un formato que les permita sacar conclusiones para realizar sus artículos científicos
- Seleccionar el mejor método de análisis en cada caso particular, además de establecer modelos que le permitan a otros investigadores entender las conclusiones a las cuales se arribó
- Evaluar la relación entre variables discretas
- Analizar el efecto de factores sobre variables continuas
- Desarrollar modelos de regresión múltiple entre variables continuas
- Analizar relaciones en procesos con variables múltiples a través de análisis de componentes principales
- Aplicar modelos para investigación de procesos estocásticos
- Aplicar clasificaciones a través de redes neuronales

Programa 100 h.

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE MODELOS ESTADÍSTICOS

• ¿Qué es el conocimiento?
• Proyecto de investigación
• Tipos de investigación
• ¿Qué son modelos?
• Elementos estadísticos

TEMA 2. ANÁLISIS UNIDIMENSIONAL DE VARIABLES

• Caracterización de objetos con variables discretas
• Caracterización de objetos con variables continuas
• Funciones de distribución
• Función de distribución normal
• Test de normalidad
• Obtención mediante sistema informático

TEMA 3. EVALUACIÓN DE PROCESOS EN INVESTIGACIÓN

• Relación entre variables discretas
• Influencia de factores en variables continuas
• Relación entre variables no normales (estadística no paramétrica)
• Relación entre variables continuas
• Análisis bidimensional con paquetes informáticos

TEMA 4. TRATAMIENTO SIMULTÁNEO DE MUCHAS VARIABLES

• Técnica de agrupamiento de variables
• Análisis matriz de correlaciones
• Análisis de componentes principales
• Representación gráfica

TEMA 5. INTRODUCCIÓN A LAS REDES NEURONALES

• Perceptrón
• Red Adaline
• Back propagation
• Redes Bayesianas
• Redes neuronales probabilísticas

TEMA 6. MODELOS DE SOSTENIBILIDAD EN SISTEMAS BASADOS EN PROCESOS ESTOCÁSTICOS

• Procesos de Markov

TEMA 7. PROGRAMACIÓN LINEAL BÁSICA EN INVESTIGACIÓN

• Planteamiento del problema
• Definición de variables
• Función objetivo
• Restricciones
• Resolución: algoritmos y software
• Interpretación

TEMA 8. ANÁLISIS DE REDES LOGÍSTICAS

• Algoritmo de Ford
• Algoritmo de Dijkstra
• Problema del viajero
• Calculo del flujo máximo
• Red mínima
• Modelo bioloco y borvemar

TEMA 9. TEORÍA DE COLAS

• Cálculo de tiempos de espera
• Distribución uniforme
• Distribución normal
• Modelos de distribución exponencial
• Procesos de Poisson
• Sistemas Erlang

CURSO DE BIOMASA, SU LOGÍSTICA, MANEJO E INSTALACIONES DE APROVECHAMIENTO Dr. Borja Velázquez Martí Departamento de Ingeniería Rural y Agroalimentaria Universidad Politécnica de Valencia Camino de Vera s/n 46022 Valencia (España) Esperamos su participación con gran ilusión. Quedamos a la espera de recibir sus formularios de inscripción al correo: iberomasa@gmail.com Curso 40 h. http://bioenergia.blogs.upv.es/ http://bvelazquez.blogs.upv.es/ OBJETIVOS Tras el curso de bioenergía los alumnos deben ser capaces de: 1. Planificar la producción de materias primas para la obtención de biocombustibles 2. Planificar la cosecha o recogida de biomasa como materia prima de biocombustibles 3. Organizar el abastecimiento y logística de la biomasa 4. Evaluar rendimientos energéticos de una instalación de generación de potencia a partir de la combustión de biomasa 5. Introducirse en la producción de cultivos energéticos oleaginosos o azucareros 6. Conocimiento de las bases para la realización de proyectos de instalaciones de transformación de biomasa en biocombustibles CONTENIDO TEMA I. LA BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE • Definición de biomasa y biocombustible • Fuentes de biomasa • Biomasa agrícola para uso energético • Biomasa forestal para uso energético • Conclusiones TEMA II. TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES • Proceso de combustión • Tipos de biocombustibles TEMA III. CARACTERIZACIÓN DE LA BIOMASA SÓLIDA • Masa y volumen • Distribución de tamaño de partícula • Humedad • Densidad • Poder calorífico • Análisis elemental • Análisis proximal • Análisis estructural • Inflamabilidad y combustibilidad • Análisis termogravimétrico • Análisis BET • Durabilidad de los materiales densificados • Especificaciones de los biocombustibles TEMA IV. CUANTIFICACIÓN E INVENTARIACIÓN DE BIOMASA • Introducción • Cuantificación indirecta de la biomasa en estructuras vegetales • Cuantificación de biomasa forestal • Cuantificación de biomasa de árboles frutales • Cuantificación de biomasa arbustiva • Biomasa procedente de podas • Cuantificación de la biomasa ligada a la producción • Cuantificación de la biomasa energética obtenible de cultivos energéticos • Determinación de biomasa mediante teledetección TEMA V. SISTEMAS DE COSECHA DE BIOMASA LEÑOSA • Introducción • Equipos para la adaptación de la biomasa leños para el transporte y posterior utilización • Cosecha de residuos de poda de frutales • Cosecha de biomasa forestal • Sistemas de cosecha de residuos herbáceos agrícolas TEMA VI. EVALUACIÓN DE LOS SISTEMAS DE COSECHA • Evaluación técnica de una máquina • Definición del ciclo de trabajo y evaluación de las máquinas más usadas en el aprovechamiento de biomasa • Parámetros en la organización de varias máquinas trabajando conjuntamente • Evaluación económica de una máquina • Parámetros para evaluación de viabilidad de proyectos de aprovechamiento de biomasa TEMA VII. MODELOS LOGÍSTICOS PARA ABASTECIMIENTO DE BIOMASA • Introducción • Selección de fuentes de aprovisionamiento. Modelos de programación lineal • Análisis de redes de transporte. Determinación de la ruta más corta • Determinación de rutas cíclicas. Problema del viajero • Técnicas de programación y control de proyectos • Problemas de localización. Borvemar model • Teoría de colas TEMA VIII. GENERACIÓN DE POTENCIA-CICLOS DE VAPOR • Introducción • Balances de materia y energía. Primer principio de la termodinámica • Análisis de la transferencia de energía en sistemas abiertos • Análisis de elementos de circuitos termodinámicos • Propiedades de las sustancias simples compresibles-relación P-V-T • Instalaciones de potencia de vapor: Ciclo de Rankine • Ciclo de Rankine con recalentamiento • Ciclo regenerativo de potencia: Calentador abierto y cerrado • Ciclo binario y cogeneración TEMA IX. INSTALACIONES TÉRMICAS • Definición de caldera • Funcionamiento de la caldera de combustibles sólidos • Elementos de la instalación de la caldera • Funcionamiento calderas de combustibles líquidos y gaseosos • Especificaciones técnicas de las calderas y datos en el proyecto • Determinación de la potencia de las calderas en edificios • Necesidades de aire en la caldera • Rendimiento y control de la combustión • Instalaciones térmicas industriales • Sistemas no estacionarios TEMA X. PIRÓLISIS, GASIFICACIÓN Y CARBONIZACIÓN • Fundamentos del proceso • Proceso de descomposición • Diseño del sistema de gasificación • Tipos de gasificadores • Condiciones de operación • Depuración del syngas • Motores de gas y turbinas de gas • Dimensionado de la instalación • Proceso Fisher-Tropsch • Carbonización TEMA XI. DISEÑO DE BIORREACTORES • Fundamento del funcionamiento del biorreactor • Tipos de biorreactores • Cálculo de flujos y tiempos de retención • Reactores en serie • Determinación de los parámetros cinéticos de una cepa • Bombas y conexiones • Diseño sistema de aireación • Dimensionado mecánico del biorreactor • Control térmico en el biorreactor • Sistemas de esterilización del reactor • Diseño del sistema de desinfección con vapor del medio de cultivo • Desinfección del aire de alimentación • Control de pH y espuma • Sensores asociados al biorreactor • Control de espuma TEMA XII. TECNOLOGÍA DEL BIOETANOL • Introducción • Características generales del bioetanol • Procesos de obtención de bioetanol • Procesos de obtención de almidón a partir de cereales • Procesos de obtención de etanol a partir de biomasa lignocelulósica • Fermentación del azúcar • Destilación del etanol • Compuestos tóxicos para la fermentación generados en los pretratamientos e hidrólisis • Métodos para el aumento de la fermentabilidad de los hidrolizados pretratados • Perspectivas de futuro para la comercialización del etanol a partir de lignocelulosa • Bioetanol como combustible • Etanol como aditivo en las gasolinas • Etanol como aditivo en el gasóleo TEMA XIII. FERMENTACIÓN ANAEROBIA- BIOGÁS • Introducción • Proceso de producción de biogás • Parámetros operativos de control • Cinética del proceso fermentativo • Digestores • Adecuación del biogás • Gestión de residuos • Dimensionado de las instalaciones TEMA XIV. TECNOLOGÍA DEL BIODIESEL • Introducción • Análisis de la transformación de grano a aceite • Fase de pretratamiento. Refinado del aceite • Reacciones de transesterificación de triglicéridos • Fase de purificación de la glicerina • Especificaciones de calidad del biodiesel • Dimensionado de las instalaciones • Aplicaciones del biodiesel • Aplicaciones de la glicerina y su problemática TEMA XV. CULTIVOS ENERGÉTICOS OLEAGINOSOS • Introducción • Estudio del girasol (Helianthus annus) • Estudio de la colza (Brassica Napus Oleifera) • Estudio de la soja (Glycine max L.) • Estudio de la palma africana (Elaeis guineensis Jacq) • Estudio de la jatrofa (Jatropha curcas L.)