Análisis Energy, exergy and economic analysis of industrial boilers

ACTIVIDAD 1 USO RACIONAL DE LA ENERGÍA

ANÁLISIS DE ARTÍCULO CIENTÍFICO

Nombre del estudiante: Anderson Guillermo Rodriguez Melendez

Título del artículo: Energy, exergy and economic analysis of industrial boilers

Autores: R. Saidur, J.U. Ahamed, H.H. Masjuki

1. SIGNIFICANCIA Y CONTRIBUCIÓN AL CAMPO

• ¿Cuál es el objetivo del autor?

El autor quiere dar a conocer cuáles son los cálculos energéticos y exergéticos para el diseño y puesta en operación de calderas, para con ello conseguir un ahorro directo económico. Recomienda algunas técnicas para el aumento de eficiencia energética y exergética; de ellas dos muy bien desarrollada para explicarlas en un artículo como la implementación e instalación de un variador de frecuencia en el motor de las bombas y/o ventiladores alimentación del intercambiador y la cámara de combustión respectivamente; y la recuperación de calor de los gases de chimenea a través de un intercambiador de calor. El uso de nanofluidos está enunciado y se da un ejemplo corto, pero no muy bien justificado.

• ¿En qué medida se ha logrado el objetivo?

Se considera que se ha desarrollado de una manera clara y metodológicamente práctica, puesto que ha enunciado términos teóricos bien justificados como la implementación de la primera ley de la termodinámica (conservación de la energía) y  el cálculo de la exergía relacionado con la segunda ley, ambos con su respectiva eficiencia, estas consideraciones bajo ciertas suposiciones como el régimen estacionario, la cámara de combustión totalmente adiabática y la no influencia de la energía potencial y cinética en el análisis. Por último, junto con la implementación energética se consideran índices económicos como el ahorro económico (en inglés cos saved) y la tasa interna de retorno (payback return). Como complemento de desarrollo, al final del artículo a través de un simple ejemplo justifica la razón de realizar el estudio, además de aportar los resultados para formular las conclusiones.

• ¿Qué añade este texto al cuerpo del conocimiento? (Términos de teoría, datos y/o aplicación práctica)

El artículo tiene un carácter informativo/práctico, dado que es publicado en una revista de divulgación de “Políticas de Energía”, el lenguaje con el que está escrito es para un entendimiento de una persona técnica como de una profesional con una aplicación casi que inmediata.

• ¿Qué relación tiene con otras obras en el campo?

Tiene un concepto de análisis fundamental para otras obras que se relacionen los temas de cálculos exergéticos y energéticos para calderas o sistemas que tengan incluidas las calderas, también para análisis o estudios energético/económico. Se puede tomar como un artículo “review”.

• ¿Qué falta o no se indica?

Se considera que el artículo hace falta la profundización o ampliación en el desarrollo de la temática de ahorro energético a través de nanofluidos, dado que se cita en el artículo, se da un ejemplo del mismo, pero no queda claro su funcionamiento si fue claro en los tópicos de la recuperación de calor o la implementación de variadores de velocidad. En la tabla 1. Nombran propiedades de algunos combustibles para sus cálculos, se considera pertinente incluir el gas natural como una fuente de energía utilizada en quemadores de caderas utilizados en diferentes industrias.

• ¿Es esto un problema?

Se considera una herramienta para solucionar problemas de optimización energética en calderas a nivel industrial.

1. METODOLOGÍA O APROVECHAMIENTO

• ¿Qué enfoque se utilizó para la investigación? (Por ejemplo, cuantitativo o cualitativo, análisis / revisión de teoría o práctica actual, comparativo, estudio de caso, reflexión personal, etc.)

El enfoque que se utilizó para la investigación fue análisis /revisión teórica, con el objetivo de tener facilidad para la puesta en práctica actual.

• ¿Cómo es el enfoque objetivo / sesgado?

El enfoque es objetivo buscando una divulgación de información general, técnico y práctico.

• ¿Los resultados son válidos y confiables?

Los argumentos teóricos que se formulan están soportados bajo una revisión bibliográfica de termodinámica general como el libro de Termodinámica de Yunus Cengel 6ed. Y los datos para aplicarlo fueron tomado de una fuente de Malasia del Departamento de Seguridad y Salud Ocupacional DOSH (en inglés Department of Occupational Safety and Health). Se consideran fuentes confiables y por lo tanto válidas bajo estas consideraciones.

• ¿Qué marco analítico se utiliza para discutir los resultados?

Se realiza a través de tablas comparativas, formadas a partir de cálculos previos realizados con el planteamiento teórico (Formulas de eficiencias energéticas y exergéticas) y datos de calderas ya existentes.

1. ARGUMENTO Y USO DE EVIDENCIA

• ¿Hay un problema claro, una declaración o una hipótesis?

Hay una declaración en la cual se afirma que se alcanza un ahorro energético en la operación de calderas con variadores de frecuencia y recuperación de los gases de chimenea. En la tabla 4 del documento se muestran ahorro energético gracias a los variadores de frecuencia a diferentes reducciones de velocidades; así mismo, se especifica que entre el 10-30 % de perdida en la caldera se da en los gases de chimenea, por esa razón tiene un gran valor de recuperación y a su vez una relación directa de ahorro energético.

• ¿Qué reclamaciones se hacen?

El ahorro energético es requerido para el fortalecimiento de un desarrollo sostenible, siendo las calderas los principales sistemas de producción de vapor en diferentes procesos como el procesamiento de alimentos (57%), en las refinerías de petróleo (23%), para la producción de papel (81%) y para industrias químicas (42%).

El análisis energético de la caldera está dividido en dos partes la cámara de combustión y el intercambiador de calor, en ellas se debe controlar los parámetros de operación para el ahorro energético.

• ¿Es consistente el argumento?

Se soporta bajo revisión bibliográfica y estado del arte, para los propósitos del articulo mencionados en el argumento si es consistente.

• ¿En qué tipo de evidencia se basa el texto?

Realizan un ejemplo por cuenta propia y se soportan de revisión bibliográfica de otros autores mostrando resultados, tablas comparativas e información de referencia para llevar a cabo los cálculos que se ven representados en tablas y figuras.

• ¿Qué tan válida y confiable es la evidencia?

Se tiene un grado de incertidumbre, dado que no se conoce a profundidad el tipo de caldera que se tomó para el ejemplo ni la manera en la cual se tomaron los datos, sin embargo, se recalca que la información teórica con la que fue soportado el texto se conoce y es de conocimiento fundamental.

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