Facultad de Ingenieríahttp://redi.uady.mx:8080/handle/123456789/1202021-11-07T14:59:53Z2021-11-07T14:59:53ZEstudio de la influencia de la adición de nanopartículas en la capa p3ht:pcbm para aplicaciones en celdas solares orgánicashttp://redi.uady.mx:8080/handle/123456789/61902021-10-20T04:06:43ZEstudio de la influencia de la adición de nanopartículas en la capa p3ht:pcbm para aplicaciones en celdas solares orgánicas
El presente trabajo se centra en estudiar la influencia de la adición de nanopartículas en la capa P3HT:PCBM con el objetivo de evaluar su impacto en sus propiedades optoelectrónicas. Para este efecto se propone una metodología orientada a su uso en celdas solares orgánicas para estimar cuánto se pueden aumentar las fotocorrientes mediante la adición de nanopartículas en la mezclaP3HT:PCBM.Para ello se emplearon diversos materiales y concentraciones de nanopartículas, así mismo fue necesario el diseño, fabricación y caracterización de un óxido conductor transparente (TCO) con los requerimientos específicos para ser implementado en una celda solar orgánica y poder estimar así la densidad de fotocorriente en su capa activa, al ser añadidas las nanopartículas. El efecto de la variación de la concentración de nanopartículas sobre las propiedades opto-eléctricas y morfológicas de estas películas se analizó mediante el uso de varias herramientas de caracterización como microscopía de fuerza atómica (AFM), microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopia UV-Vis, análisis de fotoluminiscencia, entre otros. Para estimar la contribución de la variación de la absorción óptica, se calcularon las fotocorrientes teóricas generadas para estas películas como capas activas utilizando una ecuación de densidad de flujo fotónico. Con esta metodología es posible estimar la cantidad de energía que puede ser recolectada con una determinada concentración de nanopartículas, posibilitando así estimar la cantidad de energía que se puede obtener con una concentración y composición determinada de nanopartículas. Se obtuvieron mejoras de hasta un 26% en comparación con las películas sin nanopartículas añadidas.
Análisis tecno-económico para la implementación de colectores solares de placa plana en la industria láctea en México: un enfoque desde redes neuronales artificiales y optimización multiobjetivohttp://redi.uady.mx:8080/handle/123456789/61892021-10-20T04:41:31ZAnálisis tecno-económico para la implementación de colectores solares de placa plana en la industria láctea en México: un enfoque desde redes neuronales artificiales y optimización multiobjetivo
En el presente trabajo se desarrolla una metodología computacional para el estudio de un campo de colectores solares de placa plana capaces de suministrar calor solar al proceso industrial de pasteurización láctea. Se propone un tanque intercambiador de calor para aprovechar la energía térmica proveniente de los colectores solares; además, se considera un calentador auxiliar en caso que el calor solar no satisfaga por completo la demanda industrial. El análisis se realiza para los tipos de clima templado, árido, seco y tropical, contemplando también cuatro escenarios de combustible para el calentador auxiliar: diésel, combustóleo, gas natural y gas LP. Las variables de diseño consideradas para la experimentación numérica son el área ocupada por el campo solar, el volumen del tanque intercambiador de calor, el combustible para el calentador auxiliar y el tipo de clima. Considerando las ecuaciones gobernantes de la tecnología solar, las características térmicas del proceso industrial y las condiciones climáticas de la región bajo análisis, se crea una base de datos a partir de los resultados numéricos obtenidos al modificar numéricamente los parámetros de diseño. Esta base de datos es utilizada para entrenar un modelo sustituto de inteligencia artificial basado en redes neuronales artificiales; las neuronas en la capa de entrada son los cuatro parámetros de diseño, mientras que las neuronas en la capa de salida son los indicadores económico-ambientales: valor presente neto, costo total del ciclo de vida y la reducción en la emisión de dióxido de carbono. Finalmente, se lleva a cabo un proceso de optimización multiobjetivo sobre el modelo de inteligencia artificial a través del algoritmo de enjambre de partículas, algoritmo genético y algoritmo de optimización de ballenas, para la obtención de los diagramas de Pareto asociados a las variables de salida del modelo sustituto. Los resultados muestran que las cuatro regiones climáticas presentan factibilidad económico-ambiental cuando se emplea diésel como combustible para el calentador auxiliar, siendo el clima templado de Jalisco el más adecuado para la implementación de esta tecnología solar. La metodología computacional desarrollada puede ser empleada para analizar la factibilidad económico-ambiental que resulta de implementar distintos tipos de tecnología solar al proceso industrial de interés.
Efecto del uso de equipos alternos sobre la productividad de la mano de obra empleada en las actividades de construcción de viviendahttp://redi.uady.mx:8080/handle/123456789/61882021-10-20T04:36:11ZEfecto del uso de equipos alternos sobre la productividad de la mano de obra empleada en las actividades de construcción de vivienda
"La presente investigación se enfocó en determinar cuantitativamente el efecto del uso de equipos alternos sobre la productividad de la mano de obra empleada en las actividades de construcción. Empleando la técnica de simulación de eventos discretos, se analizaron diversos escenarios en los que se asumió el uso de equipos alternativos en la construcción del techo de una vivienda, a base de vigueta y bovedilla. Para cada uno de estos escenarios se estimó la cantidad de minutos-hombre que se requerirían para ejecutar dicha construcción. El análisis de los escenarios se llevó a cabo en tres etapas:
En la primera etapa se desarrolló el escenario 1.0 (base), el cual representó un proceso constructivo que asumió el uso de equipos manuales únicamente. Para los propósitos de esta investigación, dichos equipos se refieren a aquellos cuyo funcionamiento no es mecánico, sino que requieren del esfuerzo del trabajador para operarse. La cantidad de minutos-hombre estimados con este escenario fue la base de comparación para determinar el efecto de usar equipos alternativos en los escenarios subsecuentes.
En la segunda etapa se desarrollaron once escenarios, con todos los cuales, a excepción de uno, se obtuvo una reducción, con respecto al resultado en el escenario 1.0, en los minutos-hombre estimados. Los equipos que generaron dicha reducción fueron: carretilla (-7.31%), cizalla (-1.65%), revolvedora (-5.14%), concreto premezclado colado sin bomba (-19.47%), concreto premezclado colado con bomba (-31.77%), vibrador de inmersión (-1.06%), manguera (-0.70%), cabrestante (-13.53%), polín de metal (-1.89%) y andamio tubular (-2.03%). Por otro lado, la grúa empleada en la tarea de izado de viguetas fue el único equipo que generó un aumento en la cantidad de minutos-hombre estimados (+17.36%).
Para la tercera etapa se tomó como base los resultados obtenidos con los escenarios de la segunda etapa y se construyeron los escenarios 3.1 y 3.2. El propósito del escenario 3.1 fue determinar el efecto de integrar el uso de los diez equipos que generaron una reducción en los minutos-hombre estimados en los escenarios de la segunda etapa. Con éste, la reducción fue 55.94%. Con el escenario 3.2 se estimó el efecto de utilizar únicamente aquellos dos equipos que, con respecto a lo estimado con el escenario 1.0, generaron las mayores reducciones en minutos-hombre: el cabrestante y el concreto premezclado colado con bomba, respectivamente empleados en las tareas de izado de bovedillas y el colado del concreto. Con este escenario se redujo, con respecto al escenario 1.0, 43.35% los minutos-hombre estimados."
Evaluación del método químico para la separación de EVA en el reciclaje de paneles fotovoltaicoshttp://redi.uady.mx:8080/handle/123456789/61872021-10-20T04:32:47ZEvaluación del método químico para la separación de EVA en el reciclaje de paneles fotovoltaicos
"Los mejores resultados para separar el EVA de la celda se obtuvieron con el Tolueno, pero con un procedimiento diferente al que se reporta en la literatura ya que al repetir el experimento en nuestros paneles se comprobó que el EVA no es soluble en tolueno, y que en realidad se transforma en un ""gel"", lo cual hace difícil la separación. El procedimiento implementado en este trabajo consiste en llevar las muestras de celda+EVA a 70°C utilizando Tolueno como solvente, luego de dos horas, se centrifugan a 3600RPM por 30 minutos, después de esto el EVA se retira por decantación. Al añadir agua al solvente ocucrrió una separación por diferencia de densidades y permitió que los trozos de celda bajaran facilitando la separación, sin embargo los trozos muy grandes de celda no precipitaban debido al gel que el EVA formaba en el Tolueno.
Se comprobó que el tamaño de muestra influye en la eficiencia del proceso. Mientras menor es el tamaño es más fácil la separación del EVA. Mejores resultados se dieron con tamaño de grano menor a 0.086mm, la muestra precipita fácilmente y se logra separar del EVA luego de 30 min de centrifugación.
Las muestras que fueron llevadas con Tolueno tuvieron menor cantidad de EVA restante, por lo que se concluye que la concentración del solvente es un factor importante en la separación. Sin embargo no se descarta la utilización del Tolueno+agua ya que la diferencia de densidades que se forma facilita retirar el EVA al momento de decantar.
Se realizó un estudio de los residuos después del tratamiento químico, se puede concluir que ninguno de los compuestos formados tiene mayor toxicidad que el solvente inicial además que al realizar el experimento en un sistema cerrado, se evita la emisión de gases tóxicos. No obstante es recomendable un adecuado tratamiento de los residuos o llevarlos a un proceso de destilación para reutilizarlos.
Con el proceso químico utilizado se logró retirar el 72% del EVA, el restante puede ser llevado a calcinación, minimizando la generación de gases tóxicos que produce el método térmico"