PAMPLONA, 8 Abr. (EUROPA PRESS) -
La investigadora Irantzu Uriz Doray ha estudiado en su tesis doctoral en la Universidad Pública de Navarra el procesado de varios combustibles para producir hidrógeno mediante microrreactores empleando dinámica de fluidos computacional (CFD), que es una herramienta informática de modelado y simulación.
Este trabajo se enmarca en el ámbito de las tecnologías alternativas que se plantean a corto y medio plazo para mejorar el modelo energético, en concreto para la producción distribuida de nuevos combustibles.
La tesis doctoral lleva por título 'Procesado de combustibles en microrreactores para producción de hidrógeno: estudio mediante dinámica de fluidos computacional'. Ha sido dirigida por Mª Cruz Arzamendi Manterola y Luis Gandía Pascual, catedráticos del departamento de Química Aplicada de la Universidad Pública de Navarra, y ha obtenido la calificación de sobresaliente cum laude.
Los microrreactores son dispositivos multifuncionales que presentan alguna dimensión característica menor que 1 mm y que pueden combinar varias operaciones tales como reacciones químicas e intercambio de calor.
"Estas características - explica la investigadora- ofrecen ciertas ventajas frente a dispositivos convencionales, entre las que destacan una alta velocidad de transferencia de calor y materia, lo que facilita la integración térmica de los flujos de calor en los procesos químicos y permite alcanzar una alta capacidad de producción".
En esta investigación se han utilizado microrreactores de paredes catalíticas, en los que los gases reaccionantes circulan por pequeños canales cuyas paredes están recubiertas de catalizador y en cuya superficie tiene lugar la reacción química.
Para estudiar el comportamiento de estos dispositivos, en esta tesis se ha analizado la influencia de las principales variables de operación, como son la temperatura de reacción, la relación de reactivos en la alimentación, la carga de catalizador y la magnitud del caudal de combustible procesado.
También se ha llevado a cabo un estudio sobre diversos aspectos de diseño del microrreactor, como son la dimensión y geometría de los microcanales, y de la cámara de distribución de flujos que antecede a los microcanales. Los combustibles considerados fueron metanol, etanol y metano, que se procesaron por reformado catalítico con vapor de agua.
RESULTADOS Y CONCLUSIONES
Además de demostrar la gran utilidad que supone el empleo de CFD para el diseño y la simulación de los microrreactores, Irantzu Uriz hace hincapié en la necesidad de adecuar la escala del modelo de simulación en función de los objetivos.
Esto permite trabajar con modelos más sencillos, que han proporcionado buenos resultados con relativamente bajo esfuerzo computacional. "Resultan especialmente útiles los modelos de un solo microcanal, dado que con un diseño adecuado del distribuidor de flujo los resultados obtenidos serán representativos del microrreactor completo", explica la especialista.
Del mismo modo, para explotar adecuadamente la capacidad de los microrreactores de pared catalítica conviene que la dimensión característica adopte valores pequeños, preferiblemente por debajo de un milímetro.
"En estas condiciones, estos microrreactores presentan un comportamiento bastante isotermo, lo que es una gran ventaja para el control de la selectividad de las reacciones químicas; es decir, para que el producto obtenido sea el deseado", apunta.
Sin embargo, la autora remarca también que "el éxito de los microrreactores, que por su menor tamaño resultan adecuados para aplicaciones móviles y portátiles, puede verse afectado por las pérdidas de calor que, en determinadas condiciones de operación, pueden producirse si no se toman medidas de aislamiento adecuadas".
La investigación realizada durante el período de esta tesis doctoral ha dado lugar a 5 artículos en publicaciones científicas internacionales de alto impacto y a dos capítulos de libro.
Irantzu Uriz Doray es ingeniera química por la Universidad del País Vasco y doctora por la Universidad Pública de Navarra. Cabe destacar que esta tesis se enmarca dentro de un proyecto de investigación del Plan Nacional financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, mediante una Ayuda de Formación de Personal Investigador (BES-2010-030021).
Durante el desarrollo de su tesis participó en varios congresos de carácter nacional e internacional y realizó una estancia de investigación en el Institut de Tècniques Energètiques de Barcelona (Universitat Politècnica de Catalunya).
