Evaluación de propuestas de mejora a la metodología de la ASHRAE para el diseño de sistemas de bombas de calor geotérmico
Tesis de Luis Manuel García Rivera para obtener el grado de ingeniero civil, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México
Directora: Norma Patricia López Acosta
El objetivo de esta tesis fue evaluar las propuestas de mejora que diversos autores han hecho a la metodología de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE, sus siglas en inglés) para el diseño de bombas de calor geotérmico (BCG). Estas bombas surgen como una alternativa para reducir las emisiones de carbono generadas por los sistemas convencionales para el acondicionamiento de espacios; permiten transferir el calor del suelo a una edificación, o viceversa, a través de un sistema cíclico cerrado. A pesar de sus múltiples ventajas, la implementación de los sistemas a base de BCG se ha visto restringida debido a sus costos iniciales y a la falta de especificaciones para su diseño. Así, la ASHRAE propuso una metodología para calcular la longitud de excavación requerida para satisfacer la demanda energética o térmica de un edificio o estructura. Un aspecto fundamental de la metodología de diseño de la ASHRAE es la estimación de la temperatura de penalización T_p, que representa la sanción a largo plazo en la temperatura no alterada del suelo debido a posibles desequilibrios en la transferencia de calor del/al suelo durante el funcionamiento de las BCG. Algunos autores han analizado la temperatura de penalización y su comportamiento a largo plazo con distintos modelos analíticos y se ha demostrado que la temperatura de penalización T_p determinada con el método de la ASHRAE subestima los valores reales en más de 50%. En esta investigación se evaluaron cinco propuestas de mejora a la metodología de la ASHRAE para la obtención de la temperatura de penalización T_p, las cuales se utilizaron para diseñar el sistema de calefacción de una casa habitacional ubicada al poniente de la Ciudad de México. Los resultados obtenidos muestran que es factible aplicar este tipo de tecnología en el país; asimismo se corroboró que existe una diferencia aproximada de ±10% entre el método de la ASHRAE y los otros métodos propuestos en la bibliografía internacional. Esta tesis contribuye al conocimiento de los métodos de diseño de pozos intercambiadores de calor, los cuales constituyen una alternativa ecoamigable para la reducción de gases de efecto invernadero, particularmente para la disminución de dióxido de carbono
Análisis multidireccional del índice de fracturamiento y distribución de bloques en macizos rocosos
Tesis de Álvaro Daniel Suárez Cortés
Para obtener el grado de doctor en Ingeniería
Programa de Maestría y Doctorado en Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México.
Director: Fermín Antonio Sánchez Reyes
El trabajo se enfoca en el análisis de la disposición estructural de las discontinuidades en un macizo rocoso y la influencia que dicha disposición tiene en la determinación de la designación de calidad de la roca (RQD, sus siglas en inglés) y en el volumen de los bloques generados por sus intersecciones. La disposición estructural de las discontinuidades se describe en términos de su rumbo y buzamiento, agrupando discontinuidades con orientaciones similares en familias. La interacción de estas familias determina el grado de fracturamiento del macizo, el cual se caracteriza a través del RQD. El RQD se determina, generalmente, a partir de los fragmentos de roca recuperados en perforaciones o mediante la medición de las intersecciones de las discontinuidades con líneas arbitrarias trazadas en superficies expuestas de la roca (afloramientos, taludes o en el frente de excavación de un túnel). Sin embargo, el RQD muestra una importante dependencia respecto a la dirección en la que este se determina. En tal contexto, en este trabajo se desarrollan códigos computacionales que permiten simular la disposición estructural de las discontinuidades y determinar el RQD para múltiples direcciones en un cierto volumen característico. Esto permite describir al macizo de forma más objetiva desde un punto de vista estadístico y no en términos de un RQD puntual. Las herramientas desarrolladas también permiten determinar la distribución de los volúmenes de roca generados por la intersección de las familias de discontinuidades. En general, el trabajo representa un primer paso hacia una caracterización más objetiva de los macizos rocosos, que con el tiempo conducirá a parámetros geomecánicos más realistas
