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Síntesis del Mercado Eléctrico Mayorista, Año 24, N° 278 (Número completo)
(Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia Planificación, Coordinación y Control. Subgerencia de Planificación Estratégica, 2024-02) Comisión Nacional de Energía Atómica (Argentina)
En febrero, la demanda neta de energía del MEM (12.848,1 GWh) presentó un crecimiento del 7,9% con respecto al valor alcanzado en el mismo mes del año pasado, y se convirtió en record (para dicho mes).
Si consideramos que febrero de este año tuvo un día mas que febrero del año pasado el incremento medio diario fue de un 4,2%.
La temperatura media del mes fue de 26,3 °C, en lo que fue un mes sensiblemente más caluroso que la media histórica, de 23,6 °C. La temperatura media del año pasado para febrero, por su parte, había sido de 25,6 °C.
En materia de generación hidráulica de las principales centrales, el río Paraná presentó un caudal inferior al histórico del mes, en contraposición con el río Uruguay, que registró aportes ligeramente superiores a los valores históricos de febrero. El río Futaleufú, por su parte, presentó un caudal inferior al histórico del mes, al igual que los ríos Limay y Collón Cura, pertenecientes a la Cuenca del Comahue.
El río Neuquén –parte de la cuenca anteriormente mencionada– registró aportes apenas superiores a aquellos tomados como referencia para el mes. Así, la generación hidráulica resultó un 8,1% superior a la registrada en febrero de 2023, aunque se debe considerar que febrero de este año tuvo un día mas.
En cuanto a la generación de Otras Renovables, este mes aportaron 1.708,6 GWh contra 1.523,9 GWh registrados en febrero del año anterior. La generación resultó un 12,1% superior a la alcanzada en el mismo mes del 2023, con un aumento de potencia instalada de un 13,2%.
Por su parte, la generación nuclear del mes fue de 990,2 GWh, mientras que en febrero de 2023 había sido de 621,7 GWh.
Además, la generación térmica fósil resultó un 7,8% superior a la del mismo mes del año anterior.
En relación a las interconexiones con países vecinos, se registraron en el mes importaciones por 402,8 GWh contra 770,6 GWh alcanzados en febrero de 2023. Por otra parte, se registraron exportaciones por 64,8 GWh, mientras que en el mismo mes del año pasado el valor había sido 8,6 GWh.
Finalmente, el precio monómico de la energía –sin contabilizar el transporte– para este mes fue de 50.637,4 $/MWh, equivalente a 60,7 U$S/MWh1. Este y otros conceptos serán presentados en detalle en la sección relativa a Precios de la Energía.
Efecto del H2 en propiedades mecánicas y fractomecánicas del acero grado API 5L X65 para ductos
(Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Académica. Gerencia Instituto de Tecnología "Jorge Sabato") Fernández, Santiago Ernesto; Cravero, Sebastián; Kappes, Mariano; Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Académica. Gerencia Instituto de Tecnología "Jorge Sabato"
El objetivo del presente trabajo fue investigar la fragilización por hidrógeno gaseoso del acero API 5L X65 utilizando diferentes técnicas experimentales. Todas las probetas se obtuvieron de un mismo tubo sin costura. Se estudió el material bajo diversos estados metalúrgicos: como recibido de planta, deformado plásticamente en frío y templado en agua (sin revenido). Se realizó una caracterización básica del material en los diversos estados metalúrgicos que incluye: análisis químico, ensayo metalográfico, ensayo de dureza, ensayo de Charpy-V y ensayo de tracción.
Para estudiar el efecto de fragilización por hidrógeno, el material fue analizado mediante ensayos de crack tip opening displacement (CTOD) a carga máxima en aire y post exposición a hidrógeno gaseoso en una autoclave. Para realizar este ensayo se puso a punto un procedimiento partiendo de la norma BS 7448. El parámetro calculado en el ensayo fue el CTOD a carga máxima (CTODm), medida de la fractotenacidad del material. Algunas probetas de ensayo CTOD fueron recubiertas con Pd adicionalmente, para favorecer el ingreso de hidrógeno durante exposición en autoclave. Se realizaron ensayos antes y luego de exposición en una autoclave a 170 bar de hidrógeno por 30 días, tiempo que se estima suficiente para alcanzar una concentración de hidrógeno disuelto en el material en equilibrio con la presión externa de hidrógeno.
A partir del ensayo de CTOD a carga máxima se evidenció el efecto de las diferentes condiciones metalúrgicas: el material base posee aproximadamente el doble de fractotenacidad respecto de las condiciones deformada y templada. Cuando se compararon los resultados de ensayos sin exposición y con exposición previa, la distinción no fue clara. La comparación del material ensayado sin exposición con el material expuesto previamente no hubo una distinción muy clara. En el caso del material deformado en frío con exposición y paladeado se puede ver una pequeña diferencia (menor fractotenacidad) en los resultados que podrían del que no poseía recubrimiento. Se discutió la validez del resultado.
Reproductores de tritio: síntesis, procesamiento y evaluación de las propiedades en diferentes atmósferas gaseosas
(Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Académica. Gerencia Instituto de Tecnología "Jorge Sabato") Rabago, Tomás; Gennari, Fabiana; Fernández Albanesi, Luisa; Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Académica. Gerencia Instituto de Tecnología "Jorge Sabato"
La obtención de energía eléctrica segura, fiable y sustentable se ha vuelto imprescindible a la hora de asegurar cubrir la creciente demanda energética. En este sentido, cobra importancia el desarrollo de la fusión nuclear, y en particular, de los materiales implicados en la misma. Los materiales reproductores de tritio tienen el objetivo de producir el tritio necesario para llevar a cabo la reacción de fusión in situ, por lo que estos deben cumplir estrictas condiciones para ser considerados. En este trabajo se logró sintetizar con éxito el óxido titanato de litio (Li2TiO3), candidato a ser utilizado como material reproductor. Además, se logró poner a punto un método de conformado basado en la reacción de intercambio iónico del alginato de sodio con iones Ca2+. También se caracterizó tanto el óxido como las pebbles obtenidas mediante DRX, SEM-EDS, TG, DSC y ensayos de compresión. Por otro lado, se estudió el daño por irradiación de iones He+ y la estabilidad de las pebbles en flujo de gases reductores mediante espectroscopia Raman.
Modelado multi-escala de estimulación hidráulica en reservorios con fracturas naturales
(Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Académica. Gerencia Instituto de Tecnología "Jorge Sabato") Gutiérrez, Julieta; Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Académica. Gerencia Instituto de Tecnología "Jorge Sabato"
Unconventional hydrocarbon reservoirs are characterized by a very low permeability. To allow for economical production of these reservoirs, hydraulic stimulation or fracturing is typically required. These reservoirs often contain a network of pre-existing natural fractures that play a crucial role during stimulation and production, by interacting with propagating fractures and their stress field, and providing differentiated transport channels. Often times, other types of mechanical discontinuities are also present, and they similarly affect stimulation and later production.
Modeling and simulation of the stimulation process is often sought-for, to increase the understanding of the underlying mechanics, and to evaluate a range of scenarios allowing for the optimization of the process. Main challenges for the simulation under the conditions described above are: (1) having suitable algorithms and numerical methods that allow for tackling the strong computational demand required for incorporating a significant number of discontinuities in the simulations, and (2) having a reliable benchmark for the interaction between a propagating hydraulic fracture and a mechanical discontinuity.
Y-TEC is currently developing a numerical simulator for hydraulic fracturing and rock mechanics, called Y-FRAC®. The solution of the mechanics problem includes a Discontinuous Galerkin formulation with a cohesive zone model (CZM) for the fracture propagation. The fluid transport problem is embodied by the Reynolds lubrication equation. It is the objective of the present work to deal with the two aforementioned challenges, within the framework of Y-FRAC®.
In connection with the first objective, it is known that the mesh has to be fine enough to resolve the cohesive zones about crack tips. Here, an algorithm was developed which allows for the coarsening of the mesh required to execute a simulation, while providing results that are faithful to those obtained on a mesh with a refinement as per the requirement above. Incorporation of this algorithm in larger scale simulations would thus allow for an increase in the number of discontinuities included.
As for the second objective, an in-depth analysis was performed of the effect of several parameters (including the critical fracture energies and critical tractions for the matrix and the interface, Gc,b, σc,b, Gc,i, σc,i respectively) on the result of the interaction between a dry propagating fracture and a mechanical discontinuity, i.e., the deflection versus penetration (D-P) competition. Our analysis is more extended than others available, while the results obtained compare favorably under available similar conditions. The present results provide a more comprehensive view of the D-P competition, with two fundamental conclusions: (1) there exists a significant difference between results provided by linear elastic fracture mechanics (LEFM) and cohesive fracture mechanics (CFM), and (2) there exists an approximately universal relation between a normalized ratio of critical fracture energies rG = Gc,b/Gc,i, and the ratio of cohesive zone sizes that gives the boundary in the D-P interaction map. These results on dry fracturing provide a robust groundwork for developing an analytical or semi-analytical benchmark to assess the interaction between a hydraulic fracture and a discontinuity.
Fabricación y estudio de celdas solares de perovskitas
(Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Académica. Gerencia Instituto de Tecnología "Jorge Sabato") Herrera Martinez, Walter Oswaldo; Pérez, Dolores; Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Académica. Gerencia Instituto de Tecnología "Jorge Sabato"
Desde hace ya varios años, la energía solar se ha convertido en una alternativa muy atractiva para la generación de electricidad gracias a su sustentabilidad y su carácter renovable. Las celdas solares son dispositivos que nos permiten convertir la luz solar directamente en electricidad. Con el tiempo este tipo de tecnología ha ido cambiando, siendo de relevancia para su desarrollo gran cantidad de nuevos materiales diferentes a los semiconductores clásicos como el silicio, el germanio o el Arseniuro de Galio, hoy en día se ha avanzado en el estudio y desarrollo de este tipo de dispositivos en base a polímeros y perovskitas orgánicas que destacan por su alta eficiencia y bajo costo de fabricación.
En este trabajo se explica como a partir de la deposición de películas delgadas, se fabricaron películas de perovskita de alta calidad cristalina, con las que posteriormente se desarrollaron celdas solares en condiciones ambientales, sin el uso de una caja de guantes, logrado alcanzar eficiencias de hasta el 14%.
Para poder lograr dicha eficiencia, primeramente, se realizó una búsqueda exhaustiva de bibliografía, para entender cómo se comportan físicamente los materiales semiconductores, ya que estos son los encargados de realizar todo el proceso de foto conversión. Las celdas solares, básicamente se basan en una juntura PN, que es la unión de dos semiconductores con diferente tipo de dopaje, es decir que cada uno de ellos puede transportar diferentes tipos de carga debido a modificaciones en su estructura cristalina.
Además de lo mencionado anteriormente, se estudió como influye sobre la eficiencia de dichos dispositivos el espectro solar que llega hasta la superficie. Una de las ventajas de la fabricación de celdas basadas en materiales de carácter orgánico, es que su síntesis no requiere de equipos complejos y que además los procesos pueden ser escalados posteriormente.
Cada una de las capas que conforma la celda debió ser estudiada mediante diferentes técnicas de caracterización, como Microscopia electrónica de barrido, con la que se logró estudiar las propiedades estructurales de las muestras y se determinó los espesores adecuados de cada una de las capas para obtener celdas eficientes, la difracción de rayos X, permitió identificar que las muestras poseían alta cristalinidad y la fase adecuada. Cuando se fabricaban las celdas era necesario estudiar sus características eléctricas mediante curvas de corriente voltaje, de esta forma se pudo identificar que materiales se podían usar como capa transportadora de huecos y también otros factores importantes como la densidad de corriente de cortocircuito que en promedio estaba por encima de los 16 mA/cm2, el voltaje de corto circuito de aproximadamente 1.0 Voltio y Factor de llenado superior al 73%. También se estudió la cantidad de fotones convertidos en electricidad mediante mediciones de eficiencia cuántica externa, en las cuales se observó que las celdas en algunas ocasiones presentaban problemas de absorción en determinado rango de valores. Mediante la técnica rejilla móvil se logró determinar que los portadores de carga de las películas de perovskita tenían movilidades de aproximadamente del orden de 1 × 10-3 cm2V -1 s-1 para electrones y 1x10-2 cm2V -1 s -1 para huecos, que son valores acordes a los reportados en la literatura.
Otra parte de este estudio se basó en el análisis de daño por radiación, todo ello mediante el uso del acelerador Tandar, que es un acelerador de iones pesado perteneciente al Centro Atómico Constituyentes y que fue inaugurado en el año 1985. Se estudiaron películas irradiadas con partículas alfa de energía de 2 MeV, 5 MeV y 10 MeV, que sería el tipo de radiación que recibiría una muestra en una órbita baja, todo esto con el fin de analizar la viabilidad del uso de dichas celdas para aplicaciones espaciales. Mediante la técnica de espectroscopia Raman se notó la formación de óxidos de plomo debido a la superficie irradiada altamente reactiva y su interacción con el oxígeno atmosférico, también se aprecio que cuando las muestras irradiadas estaban recubiertas con PMMA (un polímero termoplástico), el espectro no mostraba los picos correspondientes a dichos óxidos.
Basados en el análisis con la espectroscopia Raman, se realizaron en simulaciones con el software wxAMPS para determinar qué tipo de defectos se formaban en las muestras, y se usó el software SRIM/TRIM que permite calcular las interacciones entre iones y la materia. Todo lo anterior, con el propósito de estudiar los efectos de radiación en celdas solares de perovskita, para ello se usó una de las líneas del acelerador Tandar, la cual pertenece al departamento Energía Solar de la Comisión Nacional de Energía Atómica CNEA, dicha línea cuenta con una recamara especial para desarrollar diferentes estudios de daño por radiación. Se lograron realizar curvas de corriente voltaje in-situ, mientras se irradiaban las muestras con protones de 10 MeV y dichas mediciones mostraron la gran estabilidad de las celdas frente a dicho tipo de radiación, ya que no se observaron cambios relevantes en la Jsc ni en el Voc.