Low-grade heat sources such as solar thermal, geothermal, exhaust gases and industrial waste heat are suitable alternatives for power generation which can be exploited by means of small-scale Organic Rankine Cycle (ORC). This paper combines thermodynamic optimization and economic analysis to assess the performance of single and dual pressure ORC operating with different organic fluids and targeting small-scale applications. Maximum power output is lower than 45 KW while the temperature of the heat source varies in the range 100-200°C. The studied working fluids, namely R1234yf, R1234ze(E) and R1234ze(Z), are selected based on environmental, safety and thermal performance criteria. Levelized Cost of Electricity (LCOE) and Specific Investment Cost (SIC) for two operation conditions are presented: maximum power output and maximum thermal efficiency. Results showed that R1234ze(Z) achieves the highest net power output (up to 44 kW) when net power output is optimized. Regenerative ORC achieves the highest performance when thermal efficiency is optimized (up to 18%). Simple ORC is the most cost-effective among the studied cycle configurations, requiring a selling price of energy of 0.3 USD/kWh to obtain a payback period of 8 years. According to SIC results, the working fluid R1234ze(Z) exhibits great potential for simple ORC when compared to conventional R245fa.

Introducción: El sistema de transmisión de los vehículos mineros constituye uno de sus componentes más importantes. Este sistema esta sometidos a diversas condiciones de operación (por ejemplo: sobrecalentamiento, fatiga, fractura y desgaste, etc.) que pueden generar la falla de transmisión produciendo pérdida de disponibilidad. Debido a esto, es de vital importancia establecer las condiciones operacionales del equipo, a partir de la información suministrada por un sistema de diagnóstico de fallas y alertas, con el fin de determinar los planes de monitoreo y control adecuados, prolongando la vida útil de los componentes. Objetivo: Este trabajo tiene como objetivo principal desarrollar una metodología para analizar el comportamiento de transmisiones de camiones mineros en estado operativo. Su finalidad es establecer, de acuerdo con las condiciones actuales del componente, una posible vida remanente en la que se determine si se encuentra dentro de rangos permisibles o si por el contrario se deben tomar acciones que garanticen un ciclo de vida aceptable. Metodología: Este artículo muestra el despliegue de la metodología para el análisis y diagnóstico del componente, dividido en cuatro etapas: (i) establecimiento de límites operacionales permisibles para análisis de las condiciones del aceite; (ii) generación de matriz de cambios modelo; (iii) análisis de eventos o fallas asociados con la transmisión; y (iv) mejoramiento de la vida útil del componente. Resultados: Mediante la aplicación de la metodología se pudo determinar las causas principales de los fallos de las transmisiones y su relación con los parámetros operacionales analizados. Conclusiones: La investigación busca generar resultados en tiempo real que faciliten la organización de las actividades preventivas y correctivas del componente, necesarias para la óptima operación del mismo.