Browsing by Autor "Gorritty Portillo, Marcelo"

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Aplicación del sistema AERMOD/AERMET a estudio de la dispersión de la contaminación atmosférica. Estudio de Caso de un complejo de Producción Metalúrgica
(Facultad de Ingenieria, 2021) Calle Calani, Zeina Rosario; Gorritty Portillo, Marcelo
En el presente proyecto se propone el uso del modelo de dispersión atmosférica AERMOD, que es ampliamente utilizado a nivel mundial para estimar la dispersión atmosférica de emisiones industriales. AERMOD es diferente a otros modelos de dispersión atmosférica ya que está exclusivamente diseñado para la dispersión de emisiones de corto alcance de contaminantes atmosféricos en fuentes industriales estacionarias. Es por eso que se considera que es la mejor opción para el estudio de caso, ya que se cuenta con la posibilidad de estimar las tazas de emisión de manera indirecta y poder realizar el control respectivo a nivel industrial y bajo las normas ambientales del estudio de caso. Detallando paso a paso la dinámica que posee AERMOD para obtener los resultados deseados, y aplicando un enfoque en cada una de sus etapas tanto meteorológicas (AERMET) como de superficie (AERMAP.) El complejo de producción metalúrgica al cual se refiere el proyecto, es la planta siderúrgica que se ubica en la provincia Bush del departamento de santa Cruz encargada de la explotación de hierro, que se encuentra en Puerto Suarez, el mayor yacimiento de hierro en el mundo con una reserva calculada en 40.000 millones de toneladas, y 10.000 millones de manganeso, en el cual se prevé que se operen procedimientos metalúrgicos que generen contaminación atmosférica y un impacto ambiental en el sector. Para lo cual se aplica el modelo de dispersión atmosférica con datos atmosféricos de un año entero que es lo que requiere el modelo, obteniendo resultados que indican que el modelo gaussiano AERMOD describe de manera adecuada la dispersión de la pluma a excepción de algunos casos en donde la dirección del viento cambia de dirección.
Calibración y validación de un monitor portátil para la medición de O3 y NO3 atmosférico.
(Facultad de Ingenieria, 2020) Calani Cusi, Cecilia; Gorritty Portillo, Marcelo
El proyecto consta de monitoreo de la calidad del aire es fundamental para estimar la exposición de la población a contaminación del aire, respaldar estudios sobre los efectos en la salud y en la vegetación de los contaminantes del aire. Una red de monitoreo con mayor cobertura permitiría una mejor comprensión de las concentraciones, fuentes y dinámica de contaminantes atmosféricos como ser el dióxido de nitrógeno (NO2) y ozono troposférico (O3). El desarrollo de un monitor portátil basado en sensores de gas de bajo costo con sensibilidades en el rango de partes por mil millones (ppb) es un avance prometedor que puede ser aplicado como complemento a las estaciones de monitoreo de calidad del aire implementados por la Red de Monitoreo de Calidad del Aire (Red MoniCA). Por esta razón el objetivo del presente proyecto fue desarrollar un monitor portátil para el monitoreo de dióxido de nitrógeno (NO2) y ozono (O3) atmosférico basado en sensores electroquímicos e integrado por un microcontrolador y cuenta con baterías que permiten realizar la toma de muestras hasta un periodo de 5 días continuos. El estudio se centró fundamentalmente en el desempeño del monitor portátil en comparación con equipos de referencia (quimioluminiscencia). Se evaluó la variación del cero en el tiempo (deriva del cero), la influencia del ruido generado por el sistema electrónico, la sensibilidad cruzada entre ambos sensores en base a las recomendaciones descritas en los archivos técnicos de los sensores electroquímicos.
Desarrollo de un protocolo de evaluación de eficiencia energética para cocinas eléctricas
(Facultad de Ingenieria, 2025) Fischmann Saavedra, Diana Andrea; Gorritty Portillo, Marcelo
La presente investigación surge en un contexto de creciente demanda de energía y la necesidad de alternativas sostenibles en la cocción de alimentos en Bolivia. El problema radica en la falta de normativas y protocolos específicos para evaluar la eficiencia energética de las cocinas eléctricas, lo que limita su adopción y uso adecuado. El objetivo principal es desarrollar e implementar un protocolo de evaluación de la eficiencia energética de cocinas eléctricas, con miras a presentar un borrador de norma boliviana. La metodología incluye la identificación de modelos de cocinas eléctricas disponibles en el mercado, la implementación de pruebas en el Centro de Pruebas de Cocinas y el análisis de variables como eficiencia energética, temperatura residual y velocidad de calentamiento. Los resultados muestran que la cocina de inducción es la más eficiente, seguida por la infrarroja, mientras que la cocina de plato presenta la menor eficiencia. Se evidenció que la cocina de inducción genera menos pérdidas de calor residual, lo que contribuye a su eficiencia. En conclusión, se logró establecer un protocolo que puede ser utilizado para la evaluación de cocinas eléctricas, contribuyendo a la creación de una norma boliviana que fomente el uso de tecnologías más limpias y eficientes en la cocción de alimentos, mejorando así la salud ambiental y económica de las comunidades.
Determinación de línea base de desempeño energético y emisiones en cocinas domesticas a GN y GLP en tres regiones representativas de Bolivia
(Facultad de Ingenieria, 2019) Ciña Gomez, Weymar Michel; Gorritty Portillo, Marcelo
Bolivia, es un país en el cual la demanda de combustibles fósiles en el sector doméstico se ha incrementado sostenidamente en los últimos años y se hace necesario el desarrollo de estudios encaminados a regular sus usos y aplicaciones en aparatos domésticos que usan estos combustibles con el propósito de mejorar la eficiencia energética en su uso, así como la seguridad y salud de la población. Los combustibles fósiles son la fuente de energía primaria más utilizadas por las sociedades modernas. La combustión de GN y GLP puede llegar a producir efectos adversos para el ambiente; por tanto el uso de cocinas domésticas a gas debe estar normalizado para garantizar la calidad del producto. Para considerar que estos aparatos domésticos cumplan con las condiciones óptimas, se debe demostrar realizando estudios de evaluación de su desempeño energético, y emisiones; condiciones que pueden ser evaluadas mediante procedimientos establecidos en Normativas Internacionales, en la actualidad nuestro país no cuenta con una Normativa referente a estudios de evaluación para cocinas a gas. Debido a la importancia de poder contar con una Normativa para el ámbito nacional referente a la evaluación de desempeño energético y emisiones en cocinas domésticas a gas, el presente proyecto tiene como objetivo el desarrollo de una línea base que cuantifique el desempeño energético y las emisiones de cocinas domesticas a gas en diferentes condiciones climáticas presentes en el país. Los estudios de evaluación de desempeño energético y emisiones de cocinas domesticas a gas empleando GN y GLP, fueron desarrollados satisfactoriamente en tres departamentos del eje central de Bolivia, utilizando para cada evaluación metodologías ya establecidas en normas internacionales, cómo también equipos y materiales del Centro de Pruebas de Cocinas (CPC), perteneciente al IIDEPROQ (UMSA). Para el desarrollo de línea base, se han evaluado dos factores que influyen en los resultados obtenidos, como ser: altitud que del lugar de estudio y el tipo de cocina; mediante un análisis estadístico de diseño factorial, se demostró que el factor tipo de cocina, tiene la mayor influencia en el desempeño energético mientras que el factor altitud, presenta mayor efecto en las emisiones atmosféricas. Al mismo tiempo se realizó la comparación de los límites permisibles de normas identificadas con los valores obtenidos de las evaluaciones. Estos resultados son considerados como aporte base para el desarrollo de una posterior normativa nacional y serán datos referenciales hacia la comunidad internacional del comportamiento de estos aparatos domésticos a nuestras condiciones climáticas.
Diseño y construcción de una cocina mejorada portátil y elaboración de un catálogo divulgativo.
(Facultad de Ingenieria, 2020) Lopez Cardozo, Hellen Zoraida; Gorritty Portillo, Marcelo
El presente proyecto es una opción para ser implementado en áreas rurales y mejorar la calidad de vida de las personas que aun dependen de la biomasa como fuente de energía para la cocción de sus alimentos. Por otro lado, la presentación del catálogo divulgativo será una herramienta más de apoyo para dar a conocer la variedad de cocinas mejoradas portátiles detallando sus características técnicas, costo y resultados de evaluación realizados en el Laboratorio de Centro de Pruebas de cocinas CPC perteneciente al Instituto de Investigaciones de Procesos Químicos IIDEPROQ. Por otra parte, se realizó la estandarización de un método para la medición de la humedad de la biomasa debido a que afecta a la energía disponible de cada biocombustible; si presenta una elevada cantidad de humedad durante el proceso de la combustión produce elevadas emisiones de CO y Material Particulado PM 2,5, los cuales son nocivos para la salud. La biomasa se sometió a pruebas por dos métodos de referencia, de acuerdo a la Norma ASTM D4442 y el Medidor de Humedad, que mediante el análisis estadístico de hipótesis de varianzas de acuerdo al estadístico de Fisher y a la hipótesis de medias donde se analizó el estadístico de T de student. Ambos métodos se realizaron de manera manual mediante fórmulas y fueron validadas por el Software estadístico Minitab.
Estudio de emisiones de carbono negro para la combustión de biomasa representativa del área rural altiplánica y el valle yungueño del departamento de La Paz.
(Facultad de Ingenieria, 2024) Alanoca Limachi, José Luis; Gorritty Portillo, Marcelo
El carbono negro es el material negro de hollín que se emite de la combustión de hidrocarburos y biomasa, es uno de los principales contribuyentes a la carga de PM 2.5 en la atmosfera, lo que tiene importantes implicaciones negativas en el cambio climático dadas las características de retención de energía, que provocan un desbalance radiativo en la superficie terrestre. Además, el carbono negro está relacionado con problemas de salud humana. La inhalación de carbono negro está asociada con enfermedades respiratorias y cardiovasculares, cáncer e incluso provocando defectos de nacimiento (U.S. EPA, 2014). Según el INE (2012) el 62.8% de la población rural utiliza biomasa (leña) como combustible en la cocción de alimentos, esta biomasa se caracteriza por su combustión incompleta, resultado de este fenómeno, se desprende material particulado que es dañino para la salud, desconociéndose la cantidad de material particulado emitido por tipo de combustible y el riesgo al que se exponen los encargados de preparar la comida al aspirar los distintos contaminantes desprendidos, principalmente el carbono negro, además de que se desconoce la cantidad de carbono negro emitido a la atmosfera por la combustión de biomasa. La característica principal de carbono negro es que puede absorber la luz, presentándose la posibilidad de cuantificarlo en función a la cantidad de luz absorbida, empleando el análisis a imágenes de filtros con muestra de material particulado y evaluar la intensidad de color que posee la imagen y así obtener la carga de carbono negro depositada en filtros. El Centro de Pruebas de Cocinas del IIDEPROQ (Instituto de Investigación y Desarrollo de Procesos Químicos) dependiente de la carrera de Ingenieria Química de la Universidad Mayor de San Andrés cuenta con el sistema LEMS (Laboratory Emissions Monitoring System), implementado de acuerdo a la norma ISO 19867. El sistema LEMS es capaz de analizar la eficiencia y las emisiones de distintos tipos de cocinas, la medición de material particulado se lo realiza por medio de un sistema gravimétrico el cual conduce parte del material particulado de la muestra resultante de la combustión a un filtro de fibra de cuarzo el cual puede ser analizado para obtener la carga de carbono negro por medio de un análisis óptico basándose en la intensidad de color que este posea.
Estudio de la eficiencia energética y de combustión en artefactos de producción de agua caliente sanitaria domiciliaria a gas (Calefones)
(Facultad de Ingenieria, 2020) Rocha Salgado, Melissa Anahi; Gorritty Portillo, Marcelo
Se diseñó y construyó un sistema experimental para evaluar el desempeño energético de artefactos de producción instantánea de agua caliente sanitaria tomando en cuenta normativas nacionales de instalaciones de artefactos a gas e instalaciones sanitarias, el cual es capaz de controlar y medir variables de interés para determinar los indicadores de eficiencia energética de este tipo de artefactos a gas. Este documento presenta los resultados experimentales de ensayos de eficiencia energética a equipos de producción de agua caliente sanitaria que utilizan gas natural y gas licuado de petróleo como combustible. Se probaron dos aparatos de producción instantánea de agua caliente de capacidad de 12 y 18 litros. El desempeño térmico de estos dispositivos se determinó utilizando las metodologías propuestas por las normas chilenas NCH 1938 (2004) y norma argentina NAG 313 (2018). No todos los resultados cumplen con la exigencia de las normas mencionadas, ya que las condiciones climáticas de la ciudad de La Paz ofrecen desafíos operativos para estos artefactos (presión atmosférica y temperatura de agua de grifo), lo que demuestra la importancia de generar normas y políticas que faciliten la adquisición de mejores equipos y atiendan un uso racional de la energía, lo cual favorecería a empresas importadoras y usuarios. El monitoreo de patrones de uso, es esencial para verificar la intensidad y frecuencia de uso a nivel domiciliario por los mismos usuarios y requiere sensores instalados en viviendas. Se ha validado de este modo el sistema de monitoreo de intensidad de uso basado en tecnología iButton, frente al modelo de comportamiento de los artefactos de producción instantánea de agua caliente a gas. En estas pruebas no se encontró variación estadísticamente significativa, lo que demuestra que este sistema es apto para realizar monitoreos domiciliarios; además que este modelo nos ayuda a determinar la cantidad de combustible consumido por cada artefacto en función de la temperatura tomada con el sensor de temperatura iButton y las especificaciones técnicas de cada artefacto. Se ha monitoreado la intensidad de uso de calefones y presentamos un estudio de 2 meses utilizando registradores de datos de temperatura basado en tecnología iButton las cuales se ubicaron en el ducto de la chimenea de los artefactos de producción instantánea de agua caliente de 3 domicilios en zonas representativas de la ciudad de La Paz. Se registro un total 76184 datos, lo que equivale a 53 días. De acuerdo al monitoreo y las encuestas realizadas en los domicilios, se observó que el uso con mayor frecuencia e intensidad son los fines de semana, y que la frecuencia de uso se debe al artefacto al que se encuentre conectado el calefón y la cantidad de personas que habitan el domicilio.
Implementación de la norma ISO 19867-1:2018 para la determinación de eficiencia energética, emisiones y material particulado por combustión en cocinas mejoradas en el centro de pruebas de cocinas del IIDEPROQ
(Facultad de Ingenieria, 2022) Casanova Velásquez, Libertad Mariana; Gorritty Portillo, Marcelo
De acuerdo al INE (2012), en Bolivia el 62.8% de la población rural utiliza biomasa (leña) como combustible. Las cocinas tradicionales a base de leña representan riesgos para la salud, principalmente en países en vías de desarrollo , inclusive pueden llegar a ocasionar la muerte prematura ya que liberan contaminantes nocivos, principalmente CO y PM2,5, anteriormente la determinación de emisiones y eficiencia energética de estas cocinas se hacía mediante protocolos como la prueba de ebullición de agua (Water Boiling Test) o variaciones de este, sin embargo este protocolo subestima las emisiones y presenta mucha variabilidad, en vista de la necesidad de un protocolo armonizado que pueda realizarse en condiciones controladas se crea el comité técnico de la organización internacional de normalización TC-285 y en el año 2018 se publica la norma ISO 19867:2018 y en el año el centro de pruebas de cocinas se convierte en el primer laboratorio en Sudamérica en implementar la norma cumpliendo todos los requisitos de esta para la evaluación de eficiencia energética y emisiones, en el presente proyecto se detalla los procedimientos realizados para el cumplimiento de la norma, desde el entrenamiento hasta la elaboración de información documentada, de forma adicional se muestra un análisis de transferencia de calor en una cocina mejorada, el cual ayuda a estimar la eficiencia de una cocina. Para evaluar la eficiencia energética y emisiones de cocinas mejoradas, se emplea el protocolo ISO 19867:2018, que consiste en tres etapas de prueba, de potencia alta, media y baja (Wyatt M. Champion, et.al.). Cada etapa consta de un encendido, un período de combustión de 30 min y un período de apagado. Este protocolo se realizó con el Sistema de Laboratorio para Monitoreo de Emisiones (LEMS). Unos de los objetivos del proyecto es el de evaluar las emisiones y eficiencia energética de dos modelos de cocinas mejoradas a biomasa bajo la norma ISO 19867-1:2018. Se realizaron 5 pruebas en potencia alta para cada cocina, en una con un dispositivo de inyección de aire secundario denominado Jet Flame. A partir de las pruebas realizadas fue posible comprobar que las EE ́s en comparación con las cocinas tradicionales son muy superiores, las primeras no superan el 12% (Mwandosya & Luhanga, 1993; Wiskerke et al., 2010). Los valores de eficiencia obtenidos se encuentran en el rango de 44.5% al 51.3%. Además, se determinaron las métricas de emisiones para la cocina evaluada, y los niveles de desempeño de la cocina para CO y PM2,5 obteniendo valores intermedios. Los resultados obtenidos son indicadores del rendimiento de la cocina y brindan información útil a los fabricantes, implementadores y usuarios de cocinas mejoradas a fin de apoyar proyecto de cocción limpia en el área rural
Modelo de pronóstico a corto plazo de ozono troposférico para la Estación Automática SEMAPA aplicando metodología autorregresiva
(Facultad de Ingenieria, 2020) Portugal Segales, Portugal Segales, Daniel Daniel; Gorritty Portillo, Marcelo
Este proyecto busca desarrollar un modelo de pronóstico de las concentraciones de ozono troposférico aplicando la metodología ARIMA, con el fin de tener una herramienta estadísticamente válida para conocer los valores de concentración aproximados que se hayan perdido en las interrupciones del monitoreo antes descrito. Para este propósito, se dispone de la serie de tiempo de la gestión 2016 perteneciente a la estación de monitoreo SEMAPA de la ciudad de Cochabamba, Bolivia. Dicha serie de tiempo cuenta con 7384 datos horarios, de los cuales 7335 se usaron para la estimación del modelo y los 49 restantes para la validación del mismo. Mediante el análisis de los resultados obtenidos se concluye que el modelo más adecuado para la representación de los valores de concentración de ozono troposférico es el ARIMA (1,0,1)x(1,1,1)[24]. El modelo representa adecuadamente los valores y comportamiento de la serie de tiempo original para un horizonte de pronóstico de 49 horas, como se demuestra con los valores del error absoluto medio (MAE) y la raíz del error cuadrático medio (RMSE) con 6.63 y 11.08 respectivamente. Además, con la finalidad de validar la metodología utilizada en este proyecto se estimaron modelos correspondientes a series de tiempo de ozono troposférico, dióxido de nitrógeno y material particulado menor a 10 micras (PM10) correspondientes a la estación de monitoreo instalada en el Garaje Municipal del Gobierno Autónomo Municipal de la Ciudad de La Paz (GAMLP), ubicada en el centro de la ciudad, con muy buenos resultados para horizontes de pronóstico de hasta 60 horas.
Pronóstico de concentraciones máximas diarias de ozono: caso estación SEMAPA, Red MoniCA
(RevActaNova., 2006) Gorritty Portillo, Marcelo
Se describen los resultados preliminares en el desarrollo de modelos de pronóstico de las concentraciones máximas diarias de ozono troposférico mediante el empleo de técnicas de regresión lineal múltiple. Los datos provienen de la Red MoniCA del municipio de Cercado, Cochabamba, para una estación de monitoreo automático ubicada en SEMAPA. Se desarrollan procedimientos de filtración de datos y un análisis de estacionalidad para los mismos. Los modelos utilizan mediciones de variables meteorológicas obtenidas en el sitio y son además validados estadísticamente. Se obtienen resultados para dos grupos de datos estacionales trimestrales y un grupo de datos semestral, los cuales son comparados con un modelo de persistencia.