Universidad Nacional de San Luis
La Secretaría de Investigación y Posgrado invita a participar de la tercera jornada del Seminario de Investigación, Actualización y Vinculación en Ciencias de la Ingeniería 2022 (SIAVCI 2022). La misma se llevará a cabo de forma sincrónica (presencial y virtual), el viernes 16 de septiembre a las 11hs en el aula 1.
En primer turno, disertará el Ing. Javier Carletto sobre “Optimización de distribución de tráfico en redes MPLS mediante heurísticas bioinspiradas”. A continuación, lo hará el Dr. Pablo Santiago Belzunce, quién tratará sobre el “Estudio teórico de una planta de generación de energía de ciclo combinado a gas natural con captura de CO2”.
Para mayor información e inscripciones contactarse con los coordinadores del seminario: Ing. Pablo Belzunce (belzuncepablo@gmail.com); Ing. Francisco Esteban (franesteban92@gmail.com).
Resumen
El abrupto crecimiento del tráfico presente en las redes convergentes actuales, trae como consecuencia la implementación de nuevas tecnologías que permiten ofrecer a los usuarios mayores anchos de banda para lo cual es necesario realizar una distribución óptima del tráfico, tomando algún criterio de desempeño y teniendo en cuenta la elasticidad del flujo que involucra atender tráficos tan disímiles como voz, video, sonido, datos, entre otros. Optimizar la distribución de distintos requerimientos considerando estos aspectos en redes multiservicios permite garantizar la disponibilidad de la red para los requerimientos de tráfico, cuando las demandas modernas ponen en riesgo de congestión a las redes que utilizan las técnicas tradicionales de conmutación.
MPLS (conmutación de etiquetas multiprotocolo) integra la performance de administración de tráfico de capa 2 con la escalabilidad y flexibilidad del enrutamiento de capa 3 o dicho de otra forma combina la inteligencia del routing con la velocidad del switching, y se ha convertido en una tecnología eficaz en la solución a estos inconvenientes, aunque el problema de la selección de la mejor ruta y de la distribución de tráfico no solo sigue existiendo, sino que exige nuevas propuestas de optimización del enrutamiento. En muchos casos, la planificación óptima de distribución de tráfico, conlleva la necesidad de resolver un problema de optimización combinatorio de características tales que, para instancias medias o grandes del problema, los métodos determinísticos no son adecuados desde el punto de vista del tiempo de ejecución. Los algoritmos bioinspirados, constituyen una alternativa válida para proporcionar buenas soluciones en tiempos aceptables. Se presenta una taxonomía de estrategias heurísticas y metaheurísticas bioinspiradas con el objetivo de distribuir los requerimientos en los enlaces disponibles de una red minimizando el costo de enrutamiento, al tiempo que se satisfacen restricciones en cuanto a demanda y capacidad de cada enlace, concibiendo a MPLS como una técnica orientada a la conexión. Modelado el problema, se diseñan cinco algoritmos bio-inspirados en bandadas de pájaros, colonias de hormigas y el comportamiento de quirópteros, incluyendo una hibridación entre ellos. Estos algoritmos permiten determinar una solución óptima explorando el espacio de búsqueda desde diferentes estrategias que brindan una solución de configuración fuera de línea, a este problema tradicional de la ingeniería de tráfico en redes con alta interconectividad. Los algoritmos son ensayados sobre cuatro redes de diferentes tamaños, con lo que se determina la aplicabilidad y los parámetros óptimos de funcionamiento en cada caso, con los que se ha logrado obtener soluciones sobre cada topología considerando las demandas propuestas. Si bien éstas han resultado subóptimas en algunos casos, todas han resultado ser buenas soluciones que cumplen las restricciones de demanda, capacidad de enlaces e, incluso realizando un buen balance de carga, para algunos casos de estudio. En tamaño de instancias pequeños el óptimo global es alcanzado prácticamente en la totalidad de los casos ensayados y a medida que crecen las instancias a resolver el porcentaje de obtención del óptimo global es menor, pero casi siempre se encuentra dicho valor en algunos de los ensayos realizados.
Resumen
Las plantas de energía de combustibles fósiles generan aproximadamente un tercio de las emisiones de CO2 y son la mayor fuente de emisiones antropogénicas. En nuestro país, las centrales térmicas en base a gas natural y gasoil, tanto de ciclo simple como de ciclo combinado, aportan un 63% del total de la energía eléctrica generada en el país. Por lo que constituyen un objeto de especial interés en la mitigación del impacto ambiental de CO2 . La captura, utilización y almacenamiento de CO2 (CCUS – Carbon Capture Utilisation and Storage) se presenta como una tecnología de transición que contribuirá a mitigar el cambio climático. Particularmente, las tecnologías de absorción resultan promisorias para llevar a cabo el tratamiento postcombustión de las corrientes de off-gas de centrales térmicas de ciclo combinado (CTCC). Sin embargo, la factibilidad del acoplamiento de las mismas a centrales ya construidas (o en vías de construcción) requiere enfrentar múltiples desafíos tendientes a lograr una operación estable, continua, con máxima capacidad de captura de CO2 y mínima penalización en la capacidad de producción de energía eléctrica de la planta. En las CTCC la energía térmica del gas natural se transforma en electricidad mediante el uso de dos ciclos termodinámicos consecutivos: el correspondiente a una turbina de gas convencional (ciclo de Brayton) y el correspondiente a una turbina de vapor (ciclo de Rankine). Por su parte, los procesos de captura basados en absorbentes sólidos constituyen una tecnología de separación eficiente para la captura de CO2 , especialmente para aplicaciones de alta temperatura, como son las centrales termoeléctricas. El proceso involucra la carbonatación a temperaturas alrededor de 450-600°C y la descarbonatación a 500-700°C para regenerar el sólido. La gestión del calor es un punto clave para garantizar el correcto funcionamiento de las mismas. Se analizan diferentes estrategias de integración energética del proceso de absorción y las corrientes de la planta de generación de energía eléctrica (CTCC), con el fin de lograr una eficiente remoción de CO2 con una mínima penalización en la generación de potencia de la planta. El estudio se basa en una planta de energía de ciclo combinado de gas natural de 280 MW acoplado a un proceso de adsorción reactiva de CO2 con un absorbente sólido (ortosilicato de litio). Las simulaciones se realizan mediante software de código abierto orientado a objetos (DWSIM).