Modelamiento termohidráulico del transporte de CO₂ en gasoductos: Análisis de parámetros operacionales y estrategias de optimización

Abstract

Este trabajo presenta el modelamiento termohidráulico del transporte de CO₂ en gasoductos, con el objetivo de analizar los parámetros operacionales que afectan su desempeño y proponer estrategias de optimización orientadas a mejorar la eficiencia energética y la seguridad del sistema. El modelamiento se basa en el uso de ecuaciones de estado apropiadas para el CO₂ y considera las impurezas presentes en el gas proveniente de emisiones industriales. Para evaluar el comportamiento del fluido bajo condiciones reales, se emplean simulaciones computacionales que permiten estudiar variables críticas como presión, temperatura, densidad, viscosidad y pérdidas de energía, integrando además el número de Mach para una caracterización precisa de las propiedades termofísicas y del flujo. Los resultados evidencian que las pérdidas de presión y energía están fuertemente influenciadas por el diámetro de la tubería, las condiciones de operación y el intercambio térmico con el entorno. Asimismo, se observa que la implementación de estrategias como la compresión intermedia, el aislamiento térmico y el control de temperatura contribuye significativamente a reducir las pérdidas térmicas y mantener condiciones operativas dentro de la región monofásica, evitando transiciones de fase que comprometan la seguridad del sistema. En conclusión, el estudio demuestra que un adecuado control de las variables termodinámicas y de diseño permite optimizar el transporte de CO₂ en gasoductos, garantizando condiciones de operación seguras y eficientes. Estos resultados aportan criterios técnicos relevantes para el diseño y operación de sistemas CCUS, contribuyendo al desarrollo de soluciones viables para la descarbonización del sector energético.