La investigación en el transporte de gases y líquidos densos ha cobrado una relevancia notable en el contexto de la captura de carbono. Un estudio publicado en The Journal of Chemical Physics está proporcionando nuevas perspectivas sobre cómo optimizar este proceso, esencial para mitigar el impacto del cambio climático.
Para transportar gas a largas distancias, es necesario comprimirlo, lo que se puede lograr aumentando su presión o transformándolo en líquido. Para que esta transformación sea segura y eficiente, es fundamental comprender cómo se comporta el gas tanto antes como durante su transporte. Hasta ahora, no existía una teoría fundamental que abordara el comportamiento de diferentes gases y líquidos densos.
Vegard Gjeldvik Jervell, investigador de doctorado del grupo de termodinámica de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU), ha estado desarrollando una teoría que describe las propiedades de transporte de estos gases y líquidos. Jervell trabaja bajo la supervisión de los profesores Øivind Wilhelmsen y Morten Hammer, quienes también están asociados con el Centro de Excelencia Porelab.
A pesar de las dificultades inherentes a este campo de estudio, que requiere un profundo conocimiento sobre las interacciones moleculares bajo diversas condiciones, el avance logrado por esta comunidad investigadora es sorprendente. Durante los últimos 50 años, muchos expertos han sostenido que desarrollar una teoría de colisiones para líquidos era tarea imposible, un mito que esta investigación busca desmentir.
Modelos inexactos y su impacto en la industria
Recientemente, Wilhelmsen fue contactado por una empresa de transporte de gas que enfrentaba dificultades con el software que habían adquirido para comprender el comportamiento del gas en tránsito. El programa, a pesar de haber costado una suma considerable, resultó ser ineficaz, particularmente cuando se trataba de mezclas de gas. La nueva teoría desarrollada por Jervell y su equipo podría reducir la necesidad de costosos experimentos, proporcionando respuestas más precisas que las que se podían obtener en el laboratorio.
Aunque el modelo no tiene la intención de reemplazar completamente la experimentación, los investigadores han identificado áreas donde sobresale y conocen los límites donde se requieren pruebas adicionales. En particular, la teoría ha demostrado ser especialmente precisa para mezclas densas de gas, aunque todavía no es completamente precisa para líquidos a bajas temperaturas.
El equipo ha comenzado a construir esta teoría desde sus bases, partiendo de las interacciones moleculares hasta desarrollar un modelo capaz de realizar mediciones en laboratorio. Con esta nueva teoría, se pueden prever de manera más certera las propiedades de diversos gases densos, lo que resulta crucial en un escenario donde la captura de CO2 se llevaría a cabo a gran escala desde múltiples fuentes de emisión.
Esta teoría versátil permitirá a la industria del transporte de gas optimizar sus operaciones, ofreciendo información sobre la viscosidad, conductividad térmica y tasa de difusión de los gases bajo distintas condiciones. Un avance que, sin duda, tendrá un impacto significativo en la lucha contra el cambio climático y en la transición hacia un modelo energético más sostenible.
Más información sobre este estudio se puede encontrar en el artículo de Jervell et al., titulado Predicting viscosities and thermal conductivities from dilute gas to dense liquid: Deriving fundamental transfer lengths for momentum and energy exchange in revised Enskog theory, publicado en The Journal of Chemical Physics en 2024.
