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DIRECCI�N GENERAL DE COMUNICACIONES | 2014

USM busca determinar perfiles t�rmicos y concentraciones qu�micas en la producci�n de gas de s�ntesi

Mediante simulaci�n num�rica se intenta predecir el proceso de gasificaci�n y combusti�n de biomasa al interior de un reactor de medios porosos.

USM busca determinar perfiles térmicos y concentraciones químicas en la producción de gas de síntesi
Comunicado de prensa

USM busca determinar perfiles t�rmicos y concentraciones qu�micas en la producci�n de gas de s�ntesi

Determinar a trav�s de simulaci�n num�rica el proceso de gasificaci�n y combusti�n de biomasa al interior de un reactor, es el principal objetivo de la �Producci�n de gas s�ntesis, mediante la combusti�n h�brida de gas metano y pellets de madera en medios porosos�, proyecto desarrollado por el Departamento de Ingenier�a Mec�nica de la Universidad T�cnica Federico Santa Mar�a, y que busca reducir las extensas horas de trabajo que implica este tipo de experimentos en laboratorios.

Seg�n explica Claudio Silvestre, Ingeniero Civil Mec�nico y estudiante de Mag�ster en Ciencias de la Ingenier�a Mec�nica, �el gas de s�ntesis es una mezcla compuesta en mayor medida por hidr�geno y mon�xido de carbono y en menor, por bi�xido de carbono y fracciones de metano. Adem�s, se trata de un producto sint�tico, que permite generar otros combustibles l�quidos o aceites del tipo lubricante�.

La combusti�n h�brida en un medio poroso inerte, en tanto, considera dos combustibles, que en este caso corresponden a los pellets de madera y al gas metano, de manera de evitar los altos niveles de residuos s�lidos producidos por gasificadores convencionales. Ambos intervienen en la producci�n de gas de s�ntesis, adem�s del ox�geno, elemento qu�mico que act�a como oxidante y que ante su ausencia no se pueden generar las reacciones de combusti�n de la biomasa.

�De esta manera y mediante modelamiento computacional, se trata de predecir lo que sucede al interior de un reactor de medio poroso y estudiar los fen�menos f�sicos y qu�micos que predominan, ya que si se realizan experimentos de este tipo en laboratorios, se desconocen cu�les son las principales reacciones qu�micas que toman lugar en el proceso�, agrega.

Es importante destacar que el modelo unidimensional y no estacionario toma en cuenta la ecuaci�n de conservaci�n de masa de las especies qu�micas, la conservaci�n de masa para el combustible s�lido, la conservaci�n de energ�a para la fase gaseosa y la conservaci�n de energ�a de la fase s�lida inerte-combustible.

Adicionalmente, a�ade, se considera que no hay equilibrio t�rmico local entre las fases s�lidas y gaseosas y se asume que el consumo de los pellet de madera es completo, gener�ndose CO, CO2, H2 y CH4 como gases producto. �Este planteamiento requiere el acoplamiento de la cin�tica qu�mica del proceso de pir�lisis de biomasa, adem�s de las reacciones heterog�neas, entre el carb�n de esta �ltima y los gases circundantes, y el proceso de reacciones homog�neas entre las mismas especies gaseosas, incluyendo los fen�menos de trasporte por difusi�n, convecci�n y conducci�n�, explica Silvestre.

Asimismo, detalla que �el proceso de modelaci�n entrega como resultado los perfiles t�rmicos y las concentraciones qu�micas que se generan, lo que permite reducir horas de trabajo en laboratorio y los costos que esto implica. Adem�s, como se trata de un modelo validado se puede aplicar en cualquier escenario, modificando los par�metros de trabajo y pudiendo ser aplicado a nivel industrial para obtener gas de s�ntesis y utilizarlo en la generaci�n de energ�a el�ctrica o para venderlo como combustible alternativo�.

Esta investigaci�n contempl� el uso de pellets de madera, dado que implica una fuente renovable de energ�a. Hoy, tanto en Chile como en los pa�ses desarrollados, los hidrocarburos son el tipo de combustible m�s utilizado y est�n haci�ndose cada vez m�s escasos, por lo tanto, se deben buscar nuevas fuentes de generaci�n de energ�a.


Fuente: DIRECCI�N GENERAL DE COMUNICACIONES / Universidad T�cnica Federico Santa Mar�a - 10/07/2014


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