Modelamiento de fenómenos de transporte complejos en unidades de proceso utilizando fluidodinámica computacional (CFD) como herramienta de validación

Las nuevas unidades de proceso desarrolladas en respuesta a innovación tecnológica en la industria de energía, alimentos, aeroespacial y médica se han vuelto más complejas. En estas unidades, la transferencia de calor, masa y momentum ocurren de manera acoplada en múltiples fases, dificultando su modelamiento y posterior optimización. Por una parte, los modelos simples de parámetros agrupados desprecian fenómenos físicos cruciales y carecen de poder predictivo para estos nuevos sistemas. Por otra, los modelos complejos de CFD requieren muchos parámetros difíciles de obtener y un costo computacional que hace no factible su aplicación práctica.

Esta línea plantea el desarrollo de modelos de transporte realistas no-estacionarios capaces de capturar los fenómenos físicos fundamentales y simultáneamente disminuir el tiempo de simulación 3 a 6 órdenes de magnitud en comparación a CFD. Para verificar supuestos de los modelos, CFD se utiliza como herramienta para validar aspectos en que datos experimentales no existen, son insuficientes o son impracticables de recolectar. Los modelos realistas ayudan a entender el sistema de manera más clara que modelos más complejos, y se pueden implementar en simuladores de procesos para optimizar su diseño y operación.

Las aplicaciones actuales se centran en modelar el almacenamiento de (i) energía mediante gas natural licuado, hidrógeno líquido y otros líquidos criogénicos como combustibles directos o vectores energéticos y (ii) energía renovable mediante baterías de flujo de óxido reducción.

Investigador principal: Felipe Huerta (fnhuerta@ing.puc.cl)

Área mayor: DINÁMICA Y MODELACIÓN DE PROCESOS QUÍMICOS Y AMBIENTALES