Revista Tecnología en Marcha https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha <p>La revista <em>Tecnología en Marcha </em>es una publicación trimestral, <strong>gratuita</strong> y de <strong>acceso abierto</strong> editada por la <a href="https://editorial.tec.ac.cr/">Editorial Tecnológica de Costa Rica</a>. Su principal temática es la difusión de resultados de investigación y de la práctica profesional temas científicos y tecnológicos sobre el <strong>área de ingenierías</strong>. El contenido de la revista está dirigido a investigadores, especialistas, docentes y estudiantes universitarios. Se publican principalmente artículos en español, pero también se reciben contribuciones en inglés y portugués.</p> <p> </p> <p><strong>ISSN electrónico: 2215-3241</strong></p> <p> </p> <p><strong>URL OAI-PMH: <a href="https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/oai">https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/oai </a></strong></p> <p> </p> <p><strong>Indexada en:</strong></p> <p><a href="https://mjl.clarivate.com/home"><img src="https://revistas.tec.ac.cr/public/site/images/administrador/esci.png" /></a> <a href="https://www.scielo.sa.cr/scielo.php?script=sci_serial&amp;pid=0379-3982&amp;lng=en&amp;nrm=iso"><img src="https://revistas.tec.ac.cr/public/site/images/administrador/scielo.png" /></a> <a href="https://doaj.org/"><img src="https://revistas.tec.ac.cr/public/site/images/administrador/doaj.png" /></a></p> <p> <button class="btn btn-default"><a href="https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/indices_catalogos" target="_blank" rel="noopener">Ver más</a></button></p> es-ES <p>Los autores conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación <em> </em>y pueda editarlo, reproducirlo, distribuirlo, exhibirlo y comunicarlo en el país y en el extranjero mediante medios impresos y electrónicos. 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En este trabajo se determinó la rentabilidad de instalar una turbina eólica comercial de pequeña escala en distintas ubicaciones de Costa Rica. Se utilizó información histórica de la velocidad del viento registrada por 36 estaciones del Instituto Meteorológico Nacional en todo el país, a 10 metros sobre el suelo. Esta información se combinó con la curva de potencia de una turbina comercial y se determinó la producción anual de energía que puede esperarse en cada ubicación, con esta información se obtuvo el ahorro estimado utilizando el costo de la energía en Costa Rica, además se calculó el valor actual neto (VAN) y la tasa interna de retorno (TIR) de este tipo de inversión. Se obtuvo que, de las 36 estaciones estudiadas, 15 presentan condiciones del recurso eólico con potencial para producir más de 1000 kWh/año lo que representa ahorros anuales máximos de $ 785. Por las características del recurso eólico en los puntos analizados y el costo de la electricidad disponible, aunque el país apuesta por las energías renovables, no es económicamente rentable la instalación de turbinas comerciales de pequeña escala en las localidades y alturas sobre el suelo que fueron consideradas, se recomienda estudiar alternativas como: generar estudios del recurso eólico a bajas alturas para identificar ubicaciones más ventosas, considerar torres de mayor altura o utilizar turbinas diseñadas de manera específica para el recurso eólico mostrado en esta investigación.</p> Rosa Matarrita-Chaves, Gustavo Richmond-Navarro, Gustavo Murillo-Zumbado, Maximino Jiménez-Ceciliano Derechos de autor 2022 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6329 Mon, 01 Aug 2022 00:00:00 -0600 Comparación de la energía eólica entre Costa Rica y el resto del mudo https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6330 <p class="p1">El desarrollo de la energía eólica crece en todo el mundo y juega un papel importante en cómo se suple el planeta de energía. Este estudio analiza el crecimiento de esta fuente de energía en las regiones más importantes del mundo y lo compara con el caso de Costa Rica. Las regiones en estudio son Europa, Estados Unidos, China y América Latina. Se muestra la inversión que se hace en Costa Rica en cuanto a construcción y mantenimiento de parques eólicos y se encuentra una relación entre estos costos y el desarrollo de la capacidad instalada en potencia eólica. Para dar claridad, se ha empleado el uso de un ejemplo real, el cual consiste en el parque eólico de Tejona, Costa Rica. Con este estudio se demuestra que Costa Rica es un líder en el campo de la energía eólica en Centroamérica, pero necesita superar algunos retos en los costos de la energía eólica para alcanzar mayores metas en la producción de energía basada en el viento.</p> Gustavo Richmond-Navarro, Esteban Jiménez-Quesada, Valeria Guerrero-Bonilla, Pedro Casanova-Treto, Henry Monge-Camacho Derechos de autor 2022 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6330 Mon, 01 Aug 2022 00:00:00 -0600 Desarrollo y prueba de un sistema para sensar de manera remota la velocidad del viento https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6331 <p class="p1">En el campo de la energía eólica, la velocidad del viento es el parámetro principal, por lo que lograr medirlo de manera autónoma puede permitir conocer el recurso eólico en zonas remotas, además de brindar una mayor eficacia en la tarea de operar y estudiar turbinas eólicas. La medición de un parámetro con tanta variabilidad como la velocidad del viento presenta desafíos como la capacidad de muestrear con la suficiente frecuencia, el poder asegurar la validez de las medidas y en tener un espacio accesible para registrar dichas mediciones. Este trabajo desarrolla una solución de bajo costo basada en el Internet de las cosas para medir y registrar la velocidad del viento mientras se busca abarcar los desafíos anteriores. En el diseño realizado se enlazó un anemómetro de copas con un microcontrolador ESP32 que, mediante un algoritmo computacional programado en C, se encargó de determinar la velocidad del viento y publicarla en tiempo real en internet. El anemómetro empleado es comercial y se reemplazó el software del fabricante por una solución propia tanto de hardware como de software. Las pruebas de validación requeridas por el diseño construido se realizaron mediante el uso del túnel de viento de la Universidad de Costa Rica. El trabajo dio como resultado la construcción de un sistema con la capacidad de registrar la velocidad del viento en tiempo real, así como de una base para un desarrollo más completo para el estudio de parámetros adicionales en el funcionamiento de las turbinas eólicas.</p> Nestor Martínez-Soto, Juan J. Rojas, Gustavo Richmond-Navarro Derechos de autor 2022 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6331 Mon, 01 Aug 2022 00:00:00 -0600 Evolución vertical de la intensidad de turbulencia del viento en terreno complejo con obstáculos https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6332 <p class="p1">El mercado ofrece turbinas eólicas de pequeña escala como una solución parcial para reducir la factura eléctrica en viviendas. Sin embargo, en algunos casos el rendimiento ofrecido supera el obtenido, esto se debe a las bajas velocidades del viento en las zonas residenciales y al efecto de la turbulencia sobre los aerogeneradores. El objetivo de este trabajo es determinar la influencia local de los obstáculos en la turbulencia y describir el desarrollo de la turbulencia en función de la altura, comparando dos torres meteorológicas: una colocada entre árboles y otra colocada en una zona sin obstáculos cercanos. Se pretende determinar si dentro de un paisaje específico pueden encontrarse lugares con menor turbulencia debido a una reducción de los obstáculos de manera local. Las mediciones obtenidas entre octubre de 2018 y septiembre de 2019 se procesan y mediante histogramas se compara la intensidad de turbulencia en función de la altura. Se encuentra que la turbulencia es menor conforme aumenta la altura en la torre que está inmersa entre árboles; con valores de 30% a 14 metros de altura y de 50% a 6 m de altura. En el caso de la torre que está sin obstáculos, en su entorno cercano, la turbulencia es menos dependiente de la altura, con valores de 30% a 12 metros de altura y de 40% a 4 m de altura. Se reporta un valor de intensidad de turbulencia cercano al 30% como el más frecuente entre los datos obtenidos por los diez anemómetros del estudio.</p> Gustavo Richmond-Navarro, Raziel Farid Sanabria-Sandí, Luis Enrique Castro-Rodríguez, Juan J. Rojas, Williams R. Calderón-Muñoz Derechos de autor 2022 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6332 Mon, 01 Aug 2022 00:00:00 -0600 Integración de un sistema de almacenamiento de energía en un parque eólico, estudio de caso https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6333 <p class="p1">La energía contenida en el viento es un recurso que debe transformase de manera instantánea, no permite almacenamiento directo como la energía hidroeléctrica. En un parque eólico es posible aprovechar los excedentes de energía generada durante la noche, cuando hay menor demanda, mediante un sistema de almacenamiento energético con baterías. En este trabajo se establece el tipo de tecnología que cumple con las características idóneas, el dimensionamiento en potencia y energía, así como la viabilidad financiera de instalar un banco de baterías en un parque eólico, considerando la curva máxima de la red de distribución y el tiempo de descarga. Se obtiene que se requiere un sistema de 2.5 MW de potencia nominal, que opere durante 2.5 horas lo cual representa una energía total de 6.25 MWh. Se seleccionan las tecnologías de Ion-Litio y Flujo Redox Vanadio como las tecnologías que presentan mejores resultados para este sistema. Esta selección se realizó considerando los antecedentes del sistema de distribución eléctrica, la profundidad de descarga, la degradación anual, la configuración de instalación y la densidad energética. Se proponen además dos modalidades de instalación: completa y aplazada. La segunda permite adecuar cada sistema según la red y el desgaste del banco de baterías. Se obtiene que la inversión ronda los 8 millones de dólares y se concluye que a pesar de ser el banco de baterías una solución técnica al aprovechamiento de excedentes, en las condiciones analizadas no es justificable la inversión. Se recomienda valorar en un futuro realizar la inversión cuando disminuyan los costos de las tecnologías de almacenamiento.</p> Jorge David Araya Rodríguez, Juan J. Rojas, Gustavo Richmond-Navarro Derechos de autor 2022 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6333 Mon, 01 Aug 2022 00:00:00 -0600 Evaluación de la producción energética para el sistema fotovoltaico con microinversores instalado en el edificio de rectoría del Tecnológico de Costa Rica https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6334 <p class="p1">La implementación de micro-inversores en sistemas fotovoltaicos presenta como ventaja el aprovechamiento de forma independiente la potencia en el punto de máxima potencia de cada uno los paneles fotovoltaicos, sin importar las condiciones de orientación, sombras y degradación que pueden presentar cada uno de ellos. Esto representa una ventaja significativa, ya que evita problemas de desequilibrio de potencia que se pueden presentar en una cadena de paneles. El presente artículo presenta un análisis de la producción energética para el sistema de micro-inversores instalados en el techo del edificio de rectoría del Tecnológico de Costa Rica. El sistema conectado a red cuenta con una potencia nominal en d.c. de 8.3 kWp, utilizando 31 paneles marca Canadian Solar modelo CS6P-270 conectados cada uno a un micro-inversor marca Enphase modelo M215. El sistema se encuentra en operación desde marzo en 2017 y en 46 meses de producción<span class="Apple-converted-space">&nbsp; </span>generó 48.892 MWh,<span class="Apple-converted-space">&nbsp; </span>para un desempeño promedio por inversor de 1.570 MWh. En esta evaluación, fue posible comprobar que los paneles solares ubicados hacia el Sur generaron 3.6% adicional total a los paneles ubicados hacia el norte, lo cual representa una generación adicional de 11.4 días por año respecto a los paneles orientados hacia el norte.<span class="Apple-converted-space">&nbsp;</span></p> Luis Diego Murillo-Soto, Hugo Sánchez-Ortiz, Carlos Meza Derechos de autor 2022 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6334 Mon, 01 Aug 2022 00:00:00 -0600 Propuesta metodológica de caracterización del mercado de la biomasa para fines energéticos, caso del arroz costarricense https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6337 <p class="p1">La producción energética está vinculada a un alto costo ambiental, siendo el sector agroalimentario uno con importantes desbalances en la relación entrada-salida de energía, pero que a su vez presenta oportunidades para producción de energías más limpias. El interés en la producción de energía biomásica ha avanzado y por ello, este trabajo tuvo el objetivo de proponer un marco metodológico de caracterización del mercado de la biomasa para fines energéticos. Para construir la propuesta, se recurrió a la revisión de literatura, aplicación de encuestas y el análisis estadístico. Como resultado, se propone un marco que incluya pasos como a) la recopilación de datos sectoriales respecto a parámetros técnicos de la biomasa, b) la evaluación del grado de conocimiento de los actores de la agrocadena respecto a estos parámetros, c) el análisis de la percepción de los actores sobre este mercado, y d) la determinación de variables que afectan al mercado bioenergético. Para validar la propuesta, la misma se aplicó al caso de la agrocadena arrocera costarricense, detectando un potencial anual de aprovechamiento de 1.217.544 t de cascarilla y rastrojo de arroz (masa húmeda), donde los actores manifiestan un conocimiento relevante en términos técnicos y la percepción de un mercado estable, y donde el volumen y la homogeneidad de la biomasa resultan relevantes. Se considera que la información obtenida es de utilidad para conocer este mercado y avanzar hacia procesos de planeación estratégica de este tipo de energía.</p> Laura Patricia Brenes-Peralta, María Fernanda Jiménez-Morales, Dagoberto Arias-Aguilar, Juan Carlos Valverde-Otárola, Manuel Masís-Jiménez, Daniela Valverde-Rodríguez, Rooel Campos-Rodríguez Derechos de autor 2022 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6337 Mon, 01 Aug 2022 00:00:00 -0600 Estudio de materiales arcillosos ricos en óxidos de hierro para la desulfuración de biogás https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6338 <p class="p1">Costa Rica podría generar 1,000,000 m<sup>3</sup> de metano diariamente a partir de biogás, pero su aprovechamiento energético requiere del proceso de desulfuración, cuyos materiales filtrantes tienen elevados costos y no se producen localmente.<span class="Apple-converted-space">&nbsp; </span>En este estudio se analizaron sustratos naturales locales ricos en óxidos de hierro, suelos arcillosos (SR) y rocas rojas (RR), para la remoción del H<sub>2</sub>S del biogás. El desempeño de los medios filtrantes se estudió en un sistema de biodigestión anaerobia instalado en una finca porcina cuya producción diaria de biogás es 20-30 m<sup>3</sup>, 70% metano. Inicialmente se analizaron 6 muestras mediante Difracción de Rayos-X (XRD) y Fluorescencia de Rayos-X (XRF) para cuantificar los óxidos de hierro (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) y se seleccionaron las 2 muestras de RR con mayor porcentaje de Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, RR2 con 4.8% w/w y RR3 con 7.2% w/w. La caracterización de las RR, antes y después de usarlas como medio filtrante, se realizó mediante Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Dispersión de Energía de Rayos-X (EDS), y XRD combinado con el método Rietveld (XRD-Rietveld). Tras la aplicación de las RR en el filtro desulfurizador, se comprobó la absorción superficial de azufre y una disminución de 4.8% wt. a 1.1% wt. de los Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. Las RR con un tamaño de partícula entre 2.4 y 6.3 mm tienen la capacidad de remover hasta un 28% de H<sub>2</sub>S. La baja eficiencia de remoción de H<sub>2</sub>S de las RR sugiere la búsqueda de materiales con mayor cantidad de óxidos de hierro para mejorar el proceso de desulfuración.</p> Fiorella Ulloa-Solano, Marco Chaves-Flores, Luis Andres Urvina-Savelli, Claudia C. Villarreal Derechos de autor 2022 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6338 Mon, 01 Aug 2022 00:00:00 -0600 Revisión de las técnicas de caracterización de materiales para estudiar la corrosión en motores a biodiésel https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6342 <p class="p1">El biodiésel es una alternativa biodegradable que permite reemplazar parte del consumo del petrodiésel. Este artículo analiza el efecto corrosivo del biodiésel en materiales metálicos en motores mediante técnicas de caracterización, incluyendo espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de Raman, microscopía de barrido electrónico (SEM) y difracción de rayos X (XRD). Mediante un estudio del estado del arte de dichas técnicas se reúnen recomendaciones para evaluar el desempeño de metales en motores que funcionan a base de biodiésel. Además, se abarcan los mecanismos de corrosión a los que los componentes de los motores están sujetos para mejorar sus procesos de diseño. El estudio finalmente se enfoca en la corrosión por picadura para identificar estrategias viables para mitigar su efecto en este tipo de motores y mejorar sus características de desempeño, para lo cual la ciencia de materiales se demuestra como una herramienta fundamental. El principal resultado de esta revisión fue la identificación de la corrosión por picadura y los compuestos formados como principal mecanismo de falla en motores de biodiesel. <span class="Apple-converted-space"> </span></p> Rebeca Corrales-Brenes, José Andrés Quesada-Quirós, Jean Carlo Guerrero-Piña, Kevin Hidalgo-Solano, Claudia C. Villareal Derechos de autor 2022 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6342 Mon, 01 Aug 2022 00:00:00 -0600 Caracterización de biomasas lignocelulósicas y su procesamiento térmico: Estado y oportunidades en el Instituto Tecnológico de Costa Rica https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6343 <p class="p1">Las biomasas lignocelulósicas son materias primas con baja huella de carbono, útiles para la producción de energía, materiales y productos químicos, las cuales pueden provenir de diferentes fuentes, incluyendo actividades agroindustriales y plantaciones de rápido crecimiento. En Costa Rica, a pesar de que parte de las biomasas aprovechables se encuentran en uso, aún existe potencial. Algunas de las maneras en pueden ser aprovechadas y proveer una amplia gama de productos es mediante procesamientos térmicos tales como combustión para obtener energía, torrefacción o carbonización para obtener combustibles sólidos, pirólisis para obtener (mayoritariamente) productos líquidos o gasificación para obtener gases que pueden ser usados como combustibles o procesados posteriormente para obtener productos químicos de alto valor. Para lograr una implementación práctica de dichos procesos, es necesario caracterizar adecuadamente los materiales de partida, así como conocer en detalle su comportamiento bajo condiciones específicas de procesamiento. Para ambos, el Instituto Tecnológico de Costa Rica (ITCR) cuenta con capacidad instrumental y talento humano adecuados. Herramientas disponibles tales como métodos de caracterización fisicoquímicos mediante análisis químicos tradicionales, análisis instrumental (mediante técnicas de espectroscopia, microscopia, difractometría y análisis térmicos, entre otras), así como capacidades en torrefacción, carbonización, pirólisis, gasificación y simulaciones computacionales, unidos con personal capacitado en diferentes campos, hacen de dicha institución un lugar adecuado para estudiar e impulsar tecnologías que pueden ser de interés general. En este trabajo, se analizan experiencias exitosas y oportunidades en el ITCR relacionadas con caracterización de biomasas lignocelulósicas y su procesamiento térmico.</p> Allen Puente-Urbina Derechos de autor 2022 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6343 Mon, 01 Aug 2022 00:00:00 -0600 Presentación https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6344 Juan J. Rojas Derechos de autor 2022 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/6344 Mon, 01 Aug 2022 00:00:00 -0600