Ingeniería Revista Académica de la Facultad de Ingeniería Universidad Autónoma de Yucatán

Diseño e implementación de un sistema experimental para la caracterización del funcionamiento de un aerogenerador de eje vertical.

Mauricio Gamboa Marrufo — 2025-08-29

Debido a la preocupación a nivel mundial por reducir el consumo de combustibles fósiles, el uso de fuentes renovables de energía para producir electricidad se ha extendido en los últimos años. De las tecnologías eólicas disponibles, los aerogeneradores de eje vertical han demostrado un gran potencial para ser instalados en ambientes urbanos y marítimos. A pesar de que existe mucha investigación numérica bidimensional de estos dispositivos, entender la aerodinámica en 3D y su operación resulta crucial para mejorar el diseño y el desempeño de los aerogeneradores verticales. En este artículo se describe un diseño experimental capaz de analizar el momento instantáneo que se genera sobre el eje de un rotor durante una revolución. Para comprender la influencia de cada una de las aspas en la generación del momento sobre el eje y definir el adecuado rango de relación de velocidad de punta del aerogenerador, se realizan simulaciones en 3D con el código CACTUS. La curva de potencia estimada con CACTUS presenta un rango de operación entre 0.5 y 2.5, mientras que las pruebas experimentales muestran un rango aproximado entre 0 y 1.7. No se realizaron pruebas a valores de relación de velocidad de punta mayores a 1.7 debido a las limitaciones de rigidez del prototipo; sin embargo, el análisis numérico, así como el experimental, predicen valores de coeficiente de potencia similares. El diseño experimental aquí descrito es capaz de medir el momento instantáneo generado sobre el eje y, por lo tanto, predecir el coeficiente de potencia del aerogenerador.

Propuesta de biorrefinería para la producción de biodiesel a partir de residuos sólidos de café, gastado: diseño y viabilidad

Teresa López-Arenas, Dra. — 2025-08-29

Las biorrefinerías basadas en el uso de biomasa residual de procesos industriales o consumo doméstico para la producción de biocombustibles son importantes en el contexto actual en materia energética. En particular, el biodiésel es biocombustible clave en la transición hacia una economía energética más sustentable, menos dependiente de los combustibles fósiles y más respetuosa con el medio ambiente. Por lo cual, en este trabajo se propone el diseño conceptual de una biorrefinería y su evaluación técnico-económica para la transformación de los residuos sólidos de café gastado en biodiesel. El estudio se realiza mediante modelado y simulación de procesos industriales, proponiendo una ruta de procesamiento para la producción de biodiesel, en la cual se obtienen glicerol y fertilizante (como subproductos con valor agregado). Se evalúan varios escenarios con diferentes cantidades de alimentación de residuos de café gastado, y se calculan los indicadores técnico-económicos. La factibilidad técnica se comprueba con los rendimientos de productos obtenidos: 0.108 kg biodiesel, 0.016 kg glicerol y 0.847 kg fertilizante por kg de residuo seco. Mientras que la rentabilidad se comprueba con dos indicadores económicos, el tiempo y la tasa de retorno sobre la inversión. Los resultados muestran una rentabilidad competente de la biorrefinería en un rango entre 30-65 kg/h de alimentación de residuos de café gastado.

Producción de plántulas de chile habanero irrigadas con aguas residuales porcícolas

Carlos David Hernández Pinto — 2025-08-29

La industria porcícola y agrícola se ha incrementado considerablemente debido a la demanda alimenticia. La actividad porcícola tiene impactos negativos en el ambiente ocasionados por un mal manejo de los residuos (estiércoles y aguas residuales), estos contienen nutrientes que pueden ser utilizados por las plantas. El objetivo fue evaluar el efecto del agua residual porcícola en el comportamiento de plántulas de chile habanero. Se produjeron plántulas irrigadas con agua residual porcícola y con diluciones de agua residual. Los tratamientos fueron: T1 = testigo (100% agua); T2 = 20% agua residual + 80% agua; T3 = 60% agua residual + 40% agua y T4 = 100% agua residual. El experimento se estableció en un diseño completamente al azar con cinco repeticiones. Se evaluaron variables morfológicas de las plántulas. En el porcentaje de emergencia, los tratamientos T1 (96 %) y T2 (92 %) fueron superiores al T4 (agua residual al 100%) que obtuvo la menor emergencia (68%). En la altura el T1 y T2 registraron la mayor longitud (8.41 y 7.87 cm respectivamente), también en el diámetro del tallo con 2.58 y 2.37 mm respectivamente. En el índice de esbeltez el T1 (3.88) y T2 (3.33) fueron superiores a los otros tratamientos. El agua residual porcícola al 100% disminuyó el porcentaje de emergencia de las plántulas. En contraste, el tratamiento con dilución de agua residual al 20% potencializó la emergencia y el crecimiento morfológico de las plántulas. El agua residual porcícola permite obtener plántulas de calidad de manera similar al testigo.

Caracterización física y mecánica de diferentes tipos de roca en Yucatán.

Marisela de la Flor Chi Cob — 2025-08-29

En el estado de Yucatán, México la roca más abundante es la caliza que se ha caracterizado antes, sin embargo, los datos reportados están generalizados o son escasos o casi nulos según el tipo de roca. Ante la escasa información acerca de las características físicas y mecánicas de las rocas según su tipo, surge la necesidad de obtener y correlacionar los datos para uso en excavaciones y en la construcción. En este estudio se realizaron caracterizaciones físicas y mecánicas a 62 muestras de rocas subdivididas en 4 tipos que se identificaron como “ticul” (18), “crema maya” (10), “toc” (10) y “conchuela” (12), además se probaron muestras que son mezcla de “conchuela con toc” (12), con el objetivo de reducir la variabilidad de datos que existe hoy en día. Este trabajo correlaciona las características físicas de estas rocas obteniendo el porcentaje de absorción (% Abs), la densidad saturada (g_sat), la densidad seca (g_d), la gravedad específica (Ss), la relación de vacíos (e) y la porosidad (n) de cada tipo con su resistencia a compresión simple no confinada (s). Los resultados de estas correlaciones indican que, “crema maya” es la roca que presenta mejores condiciones con una para aplicación ingenieril donde los proyectos requieren alta resistencia y baja permeabilidad. La “conchuela”, por otro lado, suele presentar problemas para su uso en la construcción, debido a su baja resistencia, sin embargo, podría ser de utilidad en proyectos de infraestructura donde la porosidad sea un factor relevante.

Modelación del comportamiento de la temperatura de la taza de café

Reymundo Ariel Itzá Balam — 2025-08-29

Las ecuaciones diferenciales son herramientas clave en la ingeniería para modelar fenómenos como la transferencia de calor. Este trabajo utiliza la Ley de Enfriamiento de Newton para describir el enfriamiento de una taza de café, comparando los resultados teóricos con datos experimentales. El modelo establece que la rapidez de cambio de la temperatura es proporcional a la diferencia entre la temperatura del fluido y su entorno. Se realizaron dos experimentos midiendo la temperatura del café utilizando diferentes tipos de tazas, registrando las variaciones durante 15 minutos. Los resultados indican que el modelo de Newton describe de manera adecuada el enfriamiento del café en distintos materiales, especialmente en intervalos de tiempo cortos.