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New models of phase transition for the simulation of paraffin-type PCMs
No full textLa importancia de las fuentes de energía renovables en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero es ampliamente reconocida. Sin embargo, su variabilidad e impredecibilidad, particularmente en el caso de la energía solar y eólica, requieren la integración de tecnologías de almacenamiento. Para la energía solar, las soluciones de almacenamiento ayudan a cerrar la brecha entre la generación y el consumo de energía. Un método prometedor para almacenar energía térmica, específicamente calor latente, es el uso de materiales de cambio de fase (PCM). Este estudio investiga principalmente la solidificación de PCM en recintos cilíndricos, un proceso crucial en los sistemas de almacenamiento de energía térmica que requiere un modelado analítico y numérico preciso. Explora tanto métodos analíticos como computacionales para mejorar la predicción de la dinámica de solidificación. Inicialmente, se examina el proceso de solidificación dentro de recintos cilíndricos y se derivan soluciones analíticas para rastrear las posiciones de la interfaz a lo largo del tiempo. Estas soluciones permiten predecir las ubicaciones transitorias de la interfaz y el tiempo total necesario para la solidificación completa. Los resultados analíticos se comparan con la literatura existente, particularmente para casos en los que el PCM exhibe una conductividad térmica constante, mostrando una fuerte concordancia con hallazgos previamente reportados. Luego, el análisis se extiende a escenarios donde la conductividad térmica varía con la temperatura. Por primera vez, se aplican técnicas de perturbación para determinar analíticamente la distribución dimensional de la temperatura en ambas fases. Se introduce un modelo lineal para considerar la variación dependiente de la temperatura en la conductividad térmica, refinando aún más la precisión de las predicciones de solidificación. En la segunda fase de esta investigación, se realiza un estudio numérico para predecir las variaciones de temperatura durante la solidificación de un PCM basado en parafina comercial dentro de un cilindro vertical bajo condiciones de historial de temperatura (T-history). La parafina es ampliamente reconocida por su rentabilidad, su capacidad sustancial de calor latente y su rango de temperatura de cambio de fase adaptable, típicamente entre 46°C y 68°C en sistemas PCM sólido-líquido. Las características de cambio de fase de la parafina se determinan mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), que proporciona parámetros clave como el rango de temperatura de cambio de fase, el calor latente y la curva de capacidad calorífica específica frente a la temperatura (−). Se realizan pruebas de enfriamiento basadas en configuraciones experimentales de T-history, asegurando un enfriamiento controlado con una baja tasa de transferencia de calor para mantener una temperatura uniforme en la sección transversal. Esta configuración se alinea con los experimentos estándar de T-history, donde el número de Biot (=ℎ) permanece por debajo de 0.1, indicando gradientes de temperatura internos mínimos. En este estudio se implementan tres enfoques numéricos de malla fija: el método de entalpía-porosidad, el método de Capacidad Calorífica Aparente (AHC) y un enfoque personalizado de malla fija desarrollado por los autores. El método de entalpía-porosidad, originalmente diseñado para metales y aleaciones, plantea preocupaciones sobre su aplicabilidad a otros materiales, especialmente en la definición de parámetros internos dentro de la región de transición "mushy". Aunque el método AHC ha sido explorado en algunos estudios, las comparaciones exhaustivas entre diferentes técnicas numéricas siguen siendo limitadas. Las simulaciones se realizan utilizando ANSYS Fluent y emplean dos tipos de análisis numérico. El primero es un modelo detallado en 2D que abarca todos los dominios del experimento, incluyendo el fluido dentro del tubo de ensayo, el vidrio, el aislamiento térmico y una representación simplificada del recinto. El segundo es un modelo axisimétrico que solo considera el material PCM, pero incorpora mecanismos de transferencia de calor externa, como la convección natural en el aire y el intercambio de calor radiativo con las superficies circundantes. El primer modelo se utiliza para calibrar las condiciones de transferencia de calor externa, determinando específicamente la emisividad de la superficie del aislamiento, un historial de temperatura (T-history). La parafina es ampliamente reconocida por su rentabilidad, su capacidad sustancial de calor latente y su rango de temperatura de cambio de fase adaptable, típicamente entre 46°C y 68°C en sistemas PCM sólido-líquido. Las características de cambio de fase de la parafina se determinan mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), que proporciona parámetros clave como el rango de temperatura de cambio de fase, el calor latente y la curva de capacidad calorífica específica frente a la temperatura (−). Se realizan pruebas de enfriamiento basadas en configuraciones experimentales de T-history, asegurando un enfriamiento controlado con una baja tasa de transferencia de calor para mantener una temperatura uniforme en la sección transversal. Esta configuración se alinea con los experimentos estándar de T-history, donde el número de Biot (=ℎ) permanece por debajo de 0.1, indicando gradientes de temperatura internos mínimos. En este estudio se implementan tres enfoques numéricos de malla fija: el método de entalpía-porosidad, el método de Capacidad Calorífica Aparente (AHC) y un enfoque personalizado de malla fija desarrollado por los autores. El método de entalpía-porosidad, originalmente diseñado para metales y aleaciones, plantea preocupaciones sobre su aplicabilidad a otros materiales, especialmente en la definición de parámetros internos dentro de la región de transición "mushy". Aunque el método AHC ha sido explorado en algunos estudios, las comparaciones exhaustivas entre diferentes técnicas numéricas siguen siendo limitadas. Las simulaciones se realizan utilizando ANSYS Fluent y emplean dos tipos de análisis numérico. El primero es un modelo detallado en 2D que abarca todos los dominios del experimento, incluyendo el fluido dentro del tubo de ensayo, el vidrio, el aislamiento térmico y una representación simplificada del recinto. El segundo es un modelo axisimétrico que solo considera el material PCM, pero incorpora mecanismos de transferencia de calor externa, como la convección natural en el aire y el intercambio de calor radiativo con las superficies circundantes. El primer modelo se utiliza para calibrar las condiciones de transferencia de calor externa, determinando específicamente la emisividad de la superficie del aislamiento, un varias propiedades térmicas —como la conductividad térmica, la densidad, el calor latente y la capacidad calorífica específica— en el comportamiento de solidificación de la parafina. La influencia del parámetro de la zona pastosa en la precisión de la simulación y la tasa de solidificación se examinó considerando tanto un valor constante (rango de 105-108) como un enfoque variable donde Amushy se trata como una función de la fracción líquida. Aunque Amushy tiene un impacto más significativo en la fusión, donde la convección natural juega un papel dominante, su influencia en la solidificación es menos pronunciada debido al predominio de la transferencia de calor por conducción. Aumentar el parámetro de la zona pastosa resulta en un tiempo de solidificación más corto. Además, el estudio encontró que aumentar la mayoría de las propiedades térmicas condujo a una tasa de solidificación más lenta, excepto por la conductividad térmica, que mejoró el proceso de solidificación. Entre todas las propiedades térmicas, los resultados de la simulación fueron más sensibles al calor latente, lo que lo convierte en un factor crucial para modelar con precisión la solidificación de PCM. The importance of renewable energy sources in reducing greenhouse gas emissions is well known, but their variability necessitates energy storage solutions. Phase change materials (PCMs) are a promising option for thermal energy storage, particularly through latent heat storage. This study focuses on the solidification of PCMs in cylindrical enclosures, a key process in thermal energy storage, using both analytical and numerical methods. First, an analytical model is developed to track the solidification front over time in cylindrical enclosures. This model provides transient interface positions and total solidification time predictions. It is validated against existing literature, showing strong agreement for PCMs with constant thermal conductivity. The study then extends to cases where thermal conductivity varies with temperature, applying perturbation techniques to derive dimensional temperature distributions. A linear model accounts for temperature-dependent conductivity, improving solidification predictions. Next, a numerical study investigates the solidification of paraffin-based PCM in a vertical cylinder under T-history conditions. Paraffin is widely used due to its cost-effectiveness and high latent heat capacity, with phase-change characteristics determined through differential scanning calorimetry (DSC). Cooling tests are conducted under controlled conditions to maintain uniform temperatures. Three numerical approaches are implemented: the enthalpy-porosity method, the Apparent Heat Capacity (AHC) method, and a custom fixed-grid approach. Simulations use ANSYS Fluent, employing two numerical models. The first is a detailed 2D model including all experimental setup components, used to calibrate external heat transfer conditions. The second is a simplified axisymmetric model of PCM material, incorporating external heat transfer effects. To enhance computational efficiency, a method for optimizing surface emissivity and radiative heat transfer is proposed, reducing computational costs while maintaining accuracy. The proposed model accurately predicts cooling curves and outperforms the enthalpy-porosity method, which incorrectly models the final liquid disappearance and introduces errors in slope changes. The new model captures a gradual solidus transition but has limitations, such as requiring predefined heating rates for Cp(T) determination. The Cp(T) -based method is best suited for well-characterized systems with extensive experimental data, while the enthalpy-based method is preferable for complex phase change modeling and cases with limited data. A literature review highlights that PCM solidification simulations depend on input parameters and modeling assumptions. This study examines the influence of the mushy zone parameter (Amushy) and thermal properties like thermal conductivity, density, latent heat, and specific heat. While Amushy significantly affects melting due to natural convection, its effect on solidification is smaller, as conductive heat transfer dominates. Higher Amushy values reduce solidification time, and increasing most thermal properties slows solidification, except for thermal conductivity, which accelerates it. Among these properties, latent heat is the most critical for accurate modeling. This study provides valuable insights into PCM solidification, improving analytical and numerical predictions for thermal energy storage applications.<br /
Transformar la carrera de larga duración en una situación de aprendizaje LOMLOE
No full textPara esta propuesta, tomamos como base el proyecto pedagógico de carrera de larga duración con los recursos didácticos que lleva asociado. Se ofrecen nuevos materiales curriculares para enriquecer la unidad didáctica y encaminarnos hacia el desarrollo de situaciones de aprendizaje bajo los criterios establecidos en la LOMLOE
¿Te enseño mi deporte favorito?
No full textHablar del deporte que le gusta a cada estudiante facilita ciertos aprendizajes a partir de sus intereses. Hay que tener en cuenta que los referentes de los estudiantes transmiten valores que hay que analizar, y enseñar el deporte favorito de los estudiantes requiere planificación, organización y comunicación, lo cual es una experiencia desafiante y enriquecedora. La situación de aprendizaje para 4.o de educación primaria aborda competencias como la comunicación escrita, la búsqueda de información, la expresión oral, la planificación del aprendizaje y la gestión del trabajo en grupo. En ese sentido, la educación física ofrece un contexto valioso para ver cómo los estudiantes aplican lo aprendido
Infancias Arteducadoras: Proyecto Docente para Educación Visual y Plástica. Grado en Magisterio en Educación Infantil
No full textEl Proyecto Docente que se presenta Infancias Arteducadoras, se complementa con el Proyecto Investigador-Indagador Familias Arteducadoras. Ambos se han diseñado desde el Área de Didáctica de la Expresión Plástica en conexión con la asignatura Educación Visual y Plástica, perteneciente a los estudios conducentes a la obtención del Grado en Magisterio en Educación Infantil
Proficiency Testing for Soil Fertility Analysis
No full textIn the context of the FAO Global Soil Partnership, the Spanish Society of Soil Science (Sociedad Española de la Ciencia del Suelo, SECS), the University of Zaragoza and the Agroenvironmental Laboratory of the Government of Aragon promoted initiatives for the harmonization of soil analysis methods in Spain. These included the development of an inventory of laboratories and the organization of proficiency tests of soil analytical results. The first test, carried out in 2019, showed significant discrepancies among laboratories, which led to methodological improvements for the second test in 2021. Twenty-six laboratories participated in the latter test, evaluating soil fertility parameters (organic matter, assimilable phosphorus, potassium and magnesium) and textural fractions (clay and sand). The analyses, carried out in triplicate, were evaluated using robust statistics and Zscore. The 2021 results showed that sample ‘HUERTO’ had a higher percentage of satisfactory results than “BIPEA,” mainly due to its greater standard deviation. The assessment identified problems arising from differences in analytical methods, especially for organic matter. A comparison of the two exercises revealed that, out of 17 laboratories analyzed, 10 improved their overall performance, 3 maintained it and 4 deteriorated. A positive trend was observed for assimilable phosphorus and magnesium, parameters that achieved satisfactory overall ratings, while sand and organic matter content showed more problematic results. Despite the improvements observed, only five out of the seventeen laboratories achieved an overall satisfactory rating, which underlines the need to regularly maintain and strengthen these proficiency tests. These results are particularly relevant within the context of the CAP Strategic Plan, which requires reliable data on the state of agricultural soils. This exercise has proven to be an effective tool for encouraging continuous improvement in the analytical quality of soil laboratories, contributing to the sustainable governance of soil resources
Cuando el alumnado toma la palabra: lo que aprendimos investigando la transición de primaria a secundaria
No full textTo understand how pre-adolescents experience the transition from primary to secondary school, it is necessary to place ourselves in the perspective of the students as the main social actor. In the research presented in this article, we have stopped to listen to the students before and during their transition to secondary school in order to understand better those aspects which, from their own experiences, facilitate or hinder their passage through this important educational stage. Intending to avoid the bias of the adult researcher, we deployed a qualitative and reflexive methodology that tested fieldwork strategies and the design of techniques and instruments appropriate to the open participation of the students. The research involved 72 students followed at two specific moments of transition: the preparatory phase and completion of primary school (Year 2020-21) and the phase of incorporation and accommodation to secondary school (Year 2021-22). The information analysed focused on the most recurrent aspects of the students’ original accounts, which revealed important aspects: transition is not always experienced as a negative experience; it is part of the educational process, thereby transforming the (adult) imaginary of fear of change into a hopeful experience of openness and early maturity. Para comprender cómo viven los preadolescentes la transición de primaria a secundaria es necesario situarse en la perspectiva del alumnado como actor social protagonista. En la investigación que presenta este artículo nos hemos parado a escuchar al alumnado antes y durante su transición al Instituto para conocer mejor aquellos aspectos que, desde sus propias vivencias, facilitan o dificultan el paso por esta importante etapa educativa. Desde una mirada preocupada por evitar el sesgo del investigador adulto, se despliega una metodología cualitativa y reflexiva que pone a prueba estrategias de trabajo de campo y diseño de técnicas e instrumentos adecuados a la participación abierta del alumnado. En la investigación participaron 72 estudiantes seguidos en dos momentos puntuales de la transición: la fase preparatoria y de culminación de primaria (Curso 2020-21) y la fase de incorporación y acomodación a la secundaria (Curso 2021-22). La información analizada se ha centrado en los aspectos más recurrentes de los relatos originales del alumnado que han desvelado importantes aspectos: la transición no siempre es vivida como una experiencia negativa, es parte, del proceso educativo transformando con ello el imaginario (adulto) del miedo al cambio en una vivencia esperanzada de apertura y maduración temprana
Core and End‐Capped Engineering as a Powerful Tool in the Search of Long‐Term High‐Performance Dye‐Sensitized Solar Cells
No full textIn the search of new electroactive organic dyes in dye‐sensitized solar cells technology, a series of D‐π‐A assemblies, named as TA‐BTD‐CNCOOH, OMeTA‐BTD‐CNCOOH, TA‐Y6‐CNCOOH, and OMeTA‐Y6‐CNCOOH is rationally designed and synthesized, in which precise modifications have been carried out in order to obtain structure‐performance relations in the field of dye‐sensitized solar cells. After careful evaluation of the photophysical and electrochemical properties of these semiconductors, these systems are applied as active materials, showing high performance with power conversion efficiency maximum values of 9.05% and 18.5% for outdoor and indoor conditions, respectively. In addition, the best material of these organic architectures, TA‐BTD‐CNCOOH, shows an excellent long‐term stability, up to 3,360 h, with no significant variance in its performance over time
Deformations of the symmetric subspace of qubit chains
No full textThe symmetric subspace of multi-qubit systems, that is, the space of states invariant under permutations, is commonly encountered in applications in the context of quantum information and communication theory. It is known that the symmetric subspace can be described in terms of irreducible representations of the group SU(2), whose representation spaces form a basis of symmetric states, the so-called Dicke states. In this work, we present deformations of the symmetric subspace as deformations of this group structure, which are promoted to a quantum group (Uq(su(2)). We see that deformations of the symmetric subspace obtained in this manner correspond to local deformations of the inner product of each spin, in such a way that departure from symmetry can be encoded in a position-dependent inner product. The consequences and possible extensions of these results are also discussed
Decay of Nambu–Goto cosmic string loops via coupling to a massive Kalb–Ramond field
No full textWe study the dynamics of Nambu–Goto cosmic string loops coupled to a massive Kalb–Ramond field. This coupling provides a framework for describing the interaction between the cosmic string and the gauge field. Within this setup, we compute the energy flux associated with the radiation of massive Kalb–Ramond modes from oscillating string loops. For loops featuring kinks, we find that the decay time scales with the square of the loop length. In contrast, loops with cusps exhibit a decay time proportional to 3/2 times the loop length. The results are in good agreement with field-theoretic simulations of Nambu–Goto-like loops in the Abelian-Higgs model, supporting the validity of the calculation