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Estudiamos la dinámica de partículas alfa en plasmas y el efecto de las colisiones atómicas en la interacción partícula-plasma. En una primera parte, nos hemos enfocado en la dinámica de partículas alfa en dispositivos de fusión por confinamiento magnético, con particular atención en el rol de las colisiones elásticas y los procesos atómicos sobre esta dinámica. En una segunda parte, nos hemos enfocado en cómo se ven modificadas las interacciones atómicas (colisiones elásticas e inelásticas) por las propiedades del plasma, al aumentar su grado de degeneración. Esta segunda parte tiene importancia en los estudios de fusión por confinamiento inercial. Para la parte primera hemos desarrollado un código, FOCUS, que se ejecuta en procesadores gráficos (GPUs). El código sigue orbitas completas de las partículas cargadas, resolviendo la ecuación de Newton con la fuerza de Lorentz. Para ello, puede usar campos calculados de forma analítica o numérica, y también es posible usar la información provista por códigos de reconstrucción de equilibrios o de transporte. FOCUS tiene un módulo de colisiones elásticas que ha sido desarrollado para cubrir todos los rangos de energías de las partículas (no relativistas) involucrados en dispositivos de fusión por confinamiento magnético. Más aún, se ha desarrollado un módulo de colisiones inelásticas para incluir la interacción de las partículas simuladas con el plasma, especies neutras y/o parcialmente ionizadas. Respecto al desempeño computacional del código, la característica principal es que el código se ejecuta en GPUs, lo cual permite simular un gran número de partículas con un costo computacional y económico modesto. Con el código desarrollado, estudiamos el efecto producido por los cambios de carga sobre la dinámica de partículas alfa en un plasma magnetizado, al considerar procesos atómicos con especies del plasma y neutros. Para ello hemos hecho una búsqueda de los procesos relevantes que pueden intervenir en las condiciones de un plasma de fusión por confinamiento ...

Proyecto de Investigación (Código: 14500016) Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Escuela de Física, Área Académica de Ingeniería Mecatrónica, Escuela de Ingeniería Electromecánica, 2018 ; El tokamak esférico MEDUSA (Madison EDUcation Small Aspect ratio spherical tokamak, con un radio mayor de R < 0.14 m, radio menor de a < 0.10 m, campo toroidal BT < 0.5 T, corriente del plasma Ip < 40 kA, y 3 ms de pulso) fue construido y operado en la Universidad de Wisconsin en Madison en EE.UU. En el 2013 el Instituto Tecnológico de Costa Rica recibió en donación este dispositivo experimental junto con un banco de 3000 capacitores (1500 μF, 450 VDC) que se encuentran hoy en día en el Laboratorio de Plasmas para Energía de Fusión y Aplicaciones. Un Tokamak esférico es un tipo de dispositivo que confina magnéticamente plasmas de alta temperatura para investigación en energía de fusión basado en el principio Tokamak (acrónimo de palabras rusas que en español significan cámara toroidal con bobinas magnéticas). La investigación en estos dispositivos se realiza con el objetivo futuro de tener una nueva fuente de energía renovable a partir de fusión nuclear. El objetivo general de este proyecto fue “Implementar el sistema de vacío, inyección de gas, diseñar y simular el sistema de carga y descarga de los capacitores, así como simular plasmas en el tokamak esférico MEDUSA-CR”. Para alcanzarlo se definió una metodología basada en el diseño de los sistemas utilizando el criterio de experto, referencias del estado del arte y uso de códigos computacionales para simulación de plasma disponibles en la comunidad científica de Tokamaks. Como principales resultados de este proyecto se logró implementar un nuevo sistema de vacío para MEDUSA-CR, así como un nuevo sistema de inyección de gas compacto y móvil que permite picos de 1 ms, tiempo que es lo suficientemente rápido para la inercia inherente al gas inyectado. Se logró diseñar y simular un sistema de control de corriente para ...

Actualmente el problema de los residuos sólidos es una dificultad ambiental, no menos importante que el agua, el aire, el suelo, etc. Por lo tanto, periódicamente se deberían evaluar los métodos de tratamiento y nuevas tecnologías térmicas en la disposición final, con el objetivo de aprovechar la riqueza de los residuos sólidos como fuente alternativa de energía renovable. La conversión térmica de los residuos sólidos (WtE) es una alternativa tecnológica prometedora al futuro del manejo y disposición final, en especial la gasificación por plasma debido a que maximiza la combustión y minimiza la contaminación, generando productos primarios amigables con el ambiente como el syngas (gas de síntesis) y el slag (residuo sólido vitrificado). ; This work proposes an overview of thermal conversion of solid waste to recovering energy from waste (WtE) by gasification process. Nowadays, solid waste management is very acute, complicated and difficult problem because of population growth and increase in the consumption of goods and services. Furthermore, waste generation will outpace that we need to take urgent action on, about of new thermal technologies as methods of treatment. Those technologies not only treat all types of waste, but also produces many useful byproducts and electricity. On the other hand, the continuing growth in demand for fossil fuel has necessitated the search for alternative sources of renewable energy. Therefore, solid waste are one alternative of recovering energy to electricity but at the present time has not been given adequate attention.

La generación de residuos sólidos en la ciudad de Bogotá va en aumento, esto debido al crecimiento poblacional y a la economía lineal que se ha venido manejando durante las últimas décadas, generado múltiples problemas ambientales, sociales y económicos en la ciudad. La gestión de los residuos sólidos no ha sido fácil a nivel país, aun a pesar de contar con algunas políticas ambientales para el manejo de estos. Actualmente Bogotá cuenta con el relleno sanitario doña Juana como sistema de tratamiento para los residuos sólidos generados por la ciudad y por otros municipios aledaños., sistema que no ha sido eficiente, generando impactos negativos a los recursos aire, suelo, agua, adicionalmente problemas sociales y económicos en el distrito capital. Esta problemática lleva a replantear la estrategia para la gestión de los residuos de la ciudad, con el fin de buscar una gestión de los residuos sólidos integral y sostenible, empleando como primera medida la economía circular y como estrategia complementaria la valorización energética a través de plantas de termovalorización. La presente investigación tiene como fin plantear una posible alternativa a la problemática de los residuos sólidos urbanos existente actualmente en la ciudad de Bogotá, a partir de una revisión bibliográfica sobre los sistemas de valorización energética (plantas de termovalorización) tecnología empleada con éxito en algunos países desarrollados. Se realizó una comparación de los costos, eficiencia y beneficios ambientales que podrían generarse con la implementación de las plantas de termovaorización vs el relleno sanitario que actualmente opera en la ciudad de Bogotá, con el fin de establecer si es pertinente la implementación y puesta en marcha de esta tecnología en la ciudad y así dar fin al relleno sanitario Doña Juana y a los problemas que este acarrea. ; The generation of solid waste in the city of Bogotá is increasing due to population growth and the linear economy that has been managed during the last decades, generating multiple ...