Journal Boliviano de Ciencias

Evaluación de la eficiencia energética del lado de la oferta en la integración energética Brasil – Bolivia

Sat, 01 Jul 2023 00:00:00 +0000

Este artículo tiene como objetivo presentar metodologías para satisfacer la creciente demanda de energía con un enfoque en la integración Bolivia-Brasil en América Latina. A través de un análisis de las posibilidades de sinergia entre Brasil y Bolivia, este estudio se centra en la optimización de las matrices energéticas para satisfacer la demanda futura y reducir los costos ambientales y de producción de energía para ambos participantes en el proceso. Para ello, se analiza inicialmente la caracterización de los países foco de estudio con el fin de comprender la evolución histórica de la gestión energética de cada uno, además de las potencialidades a abordar dada la matriz energética analizada en cuestión. Con la intención de equiparar posibles formas de integración entre los dos países, se realizó un análisis en torno a las integraciones energéticas en América del Sur, principalmente en la dinámica de las relaciones existentes, planteando casos de éxito y el enfoque adoptado para las mismas. La metodología de análisis fue creada para comparar los costos técnicos y ambientales de la ampliación de la matriz energética, para atender la demanda esperada en el 2040. La ampliación de la matriz considerando el escenario base, con solo recursos nacionales y consecuentemente las limitaciones de expansión que existen por restricciones en Brasil, y considerando la integración con Bolivia, ya sumado al costo de expansión de la transmisión representó una reducción del 12% en el costo esperado para atender la demanda. Con base en las técnicas de reducción de costos ambientales de la ampliación, el mismo análisis resulta en la optimización del uso de gas natural, con la reducción del costo total del proyecto del 11% en comparación con el escenario sin integración. De esta manera, hay una optimización de recursos que se puede aplicar al servicio nacional y que se puede escalar al tener en cuenta integraciones con otros países. Finalmente, también se discute la importancia de la integración energética como forma de desarrollo socioeconómico y como forma de protección frente al cambio climático, dada la complementariedad energética entre ambos participantes del proceso. Se espera, por tanto, la posibilidad de presentar una optimización frente al uso de los recursos ambientales para la generación de energía, combinando un equilibrio técnico-socio-ambiental para atender las necesidades de ambos países.

Modelización del sector energético boliviano para alcanzar la neutralidad de carbono en 2050, en el marco de la Transición Energética en Bolivia

Miguel Fernádez Fuentes — Sat, 01 Jul 2023 00:00:00 +0000

El informe especial del IPCC de 2018 sobre el calentamiento global indica que, para 2050, todas las emisiones de CO₂ en el planeta deben ser neutralizadas, a efecto de no incrementar la temperatura global en 1.5° C. En este contexto, Bolivia está haciendo varios esfuerzos en el sector eléctrico, como aumentar la participación de la energía renovable y sacar de servicio a centrales eléctricas ineficientes. Sin embargo, estos esfuerzos siguen siendo limitados en comparación con la demanda nacional total de energía. Actualmente, más del 80% del consumo interno de energía en Bolivia es de origen fósil.

En estas condiciones y ante la emergencia climática global, ¿cómo debe responder Bolivia al desafío de descarbonizar su sector energético?

Para responder mejor a esta pregunta, se desarrolló un modelo de optimización a largo plazo del sector energético boliviano con OSeMOSYS, considerando las demandas energéticas nacionales, desagregadas por combustible y tipo de consumidor. El modelo tiene un enfoque ascendente centrado en variables tecnoeconómicas y tiene como objetivo determinar la solución más rentable para cubrir las demandas de energía proyectadas hasta 2050.

Los resultados muestran que, en un escenario Business as Usual (BAU), para 2040, las emisiones de CO_2equivalenteel sector energético prácticamente se duplicarán en comparación con 2020 y el 96% de las fuentes de energía serán combustibles fósiles. Para analizar las posibles desviaciones de esta tendencia, se modelan cuatro escenarios basados en políticas: 1) electrificación de las demandas de energía (EED); 2) introducción de impuestos al carbono (CTI); 3) reducción gradual de los subsidios a los combustibles fósiles (NSR); 4) implementación de medidas de eficiencia energética (EEM).

Si bien cada uno de estos escenarios tiene efectos limitados sobre el sistema energético, se logra un efecto sinérgico cuando se analiza una implementación simultánea de sus medidas (MP). En este escenario, la participación de la electricidad en el consumo de energía en Bolivia alcanza el 87% en 2050, de los cuales más del 96% es producido por fuentes renovables, y las emisiones se reducen en un 74% en 2050 en comparación con el escenario BAU. Sin embargo, si bien este escenario constituye un proceso de transición en el sector energético, aún no estaría libre de emisiones para 2050.

Lograr la neutralidad de carbono en el sector energético para 2050 (CN) requeriría una gran inversión solo para cubrir los costos de capital de las nuevas centrales eléctricas, cerca de una inversión anual entre 2020 y 2050 del 10% del PIB nacional actual de Bolivia. Dado que este valor representaría 22 veces las inversiones requeridas en un escenario BAU, es necesario explorar medidas complementarias con otros sectores o tecnologías para encontrar soluciones factibles y rentables.

Reducción de emisiones de carbono mediante el Blending de hidrogeno/gas natural en las redes de distribución de gas natural de Bolivia

Henry Panozo Villca, Edgar Canelas Jaimes — Sat, 01 Jul 2023 00:00:00 +0000

La búsqueda de la descarbonización por el alto consumo de combustibles fósiles en la generación eléctrica y los procesos industriales mismos que representan más de un tercio de las emisiones globales de gases de efecto invernadero (GEI), consideramos al hidrogeno un combustible limpio, sostenible y con un índice de contaminación, ya que no solo se puede usar como vector energético, sino también como materia prima para contribuir a la descarbonización del planeta.

El reemplazo del Gas Natural por Hidrogeno es una alternativa que está sujeta a las limitaciones de diseño en la red de distribución de gas natural. Por lo tanto, previo al blending de hidrogeno, se debe realizar un estudio completo de los sistemas de tuberías y todos los equipos secundarios. Este articulo presenta la revisión bibliográfica de las diferentes fuentes de obtención de hidrogeno y parámetros para el blending de hidrogeno en las redes de distribución de gas natural de Bolivia para la reducción de emisiones de carbono y enriquecimiento del gas natural. Aportando a 5 de los 17 Objetivos desarrollo sostenible planteados por la Organización de las Naciones Unidas (ONU).

Palabras Clave: Blending. Hidrógeno. Gas natural. Descarbonización. Inyección de hidrógeno en tuberías de gas natural. Reducción de emisiones de carbono.

Abreviaturas: Hidrógeno ( ), dióxido de carbono ( ), inyección de hidrógeno en las redes de gas natural (HIGG), reformado de metano con vapor (SMR); reformado autotérmico (ATR); Captura y almacenamiento de carbono (CCS), gas natural licuado (GNL).

Reducción de emisiones de CO2 en la ciudad de Cochabamba, por la sustitución de minibuses a diésel por minibuses eléctricos en el transporte urbano

Abigail Lupe Aguilar Yapura, Miguel Fernández Fuentes — Sat, 01 Jul 2023 00:00:00 +0000

El presente estudio analiza la posibilidad de reducir de emisiones de CO₂ proveniente del transporte público de la ciudad de Cochabamba, a través de la sustitución parcial de los minibuses a diésel por minibuses eléctricos, debido a que en 2018 un estudio del Programa Municipal de Transporte Cochabamba determinó que el parque automotor es el responsable del 86% de la contaminación ambiental en la ciudad. A través de la revisión bibliográfica se obtuvieron datos actualizados de la matriz energética, del parque automotor en el departamento, de las diferentes tecnologías de electromovilidad que puedan ser fácilmente adaptables a la topografía de Cochabamba y finalmente de los costos operativos de estas movilidades.

Si existiera una política de incentivos y mecanismo de financiamiento para la sustitución de la muestra seleccionada, en función a modelos de minibuses y minibuses del transporte público inferiores al año 2.000 y que utilizan diésel, es decir, 1.766 vehículos por electromovilidad, la reducción de emisiones en relación a la totalidad de vehículos del parque automotor público de Cochabamba -17.526 motorizados- es aproximadamente el 7.36%; la ejecución del proyecto apuntalaría el desarrollo sostenible del autotransporte. Se espera que en los siguientes años el Estado apoye la sustitución de vehículos a combustión, pues cada día aumenta la contaminación atmosférica y disminuyen las reservas de hidrocarburos. Una ventaja adicional para Bolivia es que tiene reservas de Litio importantes a nivel mundial, y se encuentra impulsando su industrialización del Litio para la construcción de sistemas de almacenamiento, aportando al mismo tiempo a los objetivos de la IPCC (Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático), emitiendo menos gases contaminantes y de efecto invernadero.

Estudio del mecanismo de reacción de la generación de hidrógeno a partir de borohidruro de sodio (calculo teórico)

Valerio Choque Flores, Saúl Cabrera — Sat, 01 Jul 2023 00:00:00 +0000

En el presente artículo, usando el software Hyperchem Professional versión 8.0, para calculo teórico con el método semiempírico de ZINDO/1, se estudió el mecanismo de reacción de generación de hidrógeno a partir de borohidruro de sodio tanto en medio neutro como en medio ácido.

PALABRAS CLAVE: Hyperchem, Generación de hidrógeno, reducción, catálisis, pH

Síntesis Experimental de una Solución de Urea grado Automotriz para Vehículos de motor de Combustión a Diésel Aplicado como Aditivo para la Reducción de Emisiones de Óxido de Nitrógeno según Normativa Euro

Sergio Weimar Lazarte Mercado, Carla Alejandra Apaza Rojas, Jaime Hamel Fonseca — Sat, 01 Jul 2023 00:00:00 +0000

El presente estudio, muestra la síntesis del aditivo de solución de urea grado automotriz o AdBlue, a partir de la urea granulada proveniente de la planta petroquímica de amoniaco y urea (PAU), como propuesta de aplicación secundaria a esta materia prima. El análisis de caracterización de urea YPFB mostró los siguientes resultados: contenido de nitrógeno de 46,2 %, densidad aparente 719,33 kg/m3, contenido Biuret 0,93 % w/w y formaldehido 0,61 % w/w. Se caracterizó el aditivo conforme a la normativa ISO 22241:2019, obteniendo los siguientes resultados: concentración de urea 32,5%, densidad 1092 g/mL, índice de refracción 1,3836, Biuret 0,31 % w/w, aldehídos 2816,80 mg/kg, pH 9,4 a 20 °C y alcalinidad 0,007 % w/w, que a excepción del contenido de Biuret y Aldehídos, el aditivo se encuentra enmarcado dentro especificaciones de dicha normativa. Se verificó el desempeño del aditivo sintetizado en laboratorios de química y petróleo bajo el nombre de Blue Truck frente a otras marcas comerciales importadas AdBlue y BlueDEF, certificadas por la Verband der Automobilindustrie (VDA). Estos aditivos fueron probados en un camión con especificación Euro 5, mostrando una reducción de gases de NOx por debajo del valor especificado de la normativa Euro 5, que es de 2 g/kWh para NOx.

Diseño de un sistema hibrido fotovoltaico – eólico de suministro de energía eléctrica a la biblioteca del campus Tiquipaya de la Universidad Privada del Valle

Daneyba Terán Aguirre — Sat, 01 Jul 2023 00:00:00 +0000

El propósito del proyecto es el de generar energía eléctrica a partir de dos energías renovables tales como la energía fotovoltaica y la energía eólica, para suministrar a la biblioteca del Campus de la Universidad Privada del Valle, ya sea de forma total o parcial por lo tanto crear un ahorro económico y contribución al medio ambiente.

Con esa finalidad se inicia con el análisis de la radiación solar, velocidad de viento y condiciones climáticas, siendo que Cochabamba presenta una radiación promedio de 5 Kwh/m2 y una velocidad promedio de 4 m/s. Obteniendo así las posibles combinaciones que llegan a cubrir las dos energías renovables de acuerdo con el comportamiento de cada una respecto a la demanda de la biblioteca, llevando a determinar el tipo de sistema que presenta mayor factibilidad para su aplicación.

Siendo la energía fotovoltaica la más adecuada para su implementación, por lo que se ha trabajado con un software como es el PVsyst, este sistema llega a cubrir un 82 % de la demanda de la biblioteca con un costo de 0.55 Bs/kwh, un tiempo de vida del sistema de 25 años, con una inversión de 38278 $ con una recuperación de la inversión de 6 años. Demostrando que el proyecto es factible para su implementación.

Evaluación experimental de métodos de purificación de biogás producido a partir de estiércol de cerdo en biodigestores rurales

Sat, 01 Jul 2023 00:00:00 +0000

El biogás es una mezcla de gases, de los cuales el metano es de mayor interés, no obstante, este contiene otros gases contaminantes derivados del proceso de biodigestión anaerobia. Estos contaminantes gaseosos pueden generar corrosión en los equipos que usen biogás como combustible, por lo que la búsqueda de tecnologías alternativas para reducir el contenido de estos o eliminarlos por completo es de gran interés para promover el uso de esta fuente de energía renovable. Los métodos usados en procesos químicos y físicos generan desechos contaminantes que deben ser adecuadamente manejados. Por otra parte, la remoción de CO₂ requiere de equipos con costos altos de adquisición y operación, limitándolos a niveles industriales de producción. Esta situación dificulta el uso del biogás en pequeñas instalaciones rurales por la falta de infraestructura adecuada.

El carbón activado es empleado en la industria por su efectividad en la remoción de diferentes gases contaminantes, pero a niveles de producción domestico es poco accesible debido a su alto costo. A pesar de la generación de desechos sólidos, la absorción de sulfuro de hidrogeno con lana de hierro es el método comúnmente utilizado en instalaciones pequeñas por su accesibilidad y bajo costo. El sulfato de cobre comercial en solución acuosa es una alternativa efectiva y accesible para la remoción de sulfuro de hidrogeno.