ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD DEL PROCESO DE METANACIÓN PARA TECNOLOGÍA POWER TO GAS MEDIANTE SIMULACIÓN EN ASPEN PLUS

Abstract

La metanación es un proceso fundamental en la transición hacia fuentes de energía limpia, ya que permite transformar CO₂ e hidrógeno en gas natural sintético (GNS), un recurso clave en la reducción de emisiones de carbono. Este proceso forma parte de la tecnología Power to Gas (PtG), que convierte la energía eléctrica en gases como hidrógeno o metano, brindando una solución de almacenamiento y uso para energías renovables cuando la demanda lo requiere. La eficiencia de la metanación depende de variables críticas como la presión, la temperatura y la composición del gas de entrada. Estos factores influyen directamente en la conversión y selectividad hacia el metano, lo cual hace necesario un análisis de sensibilidad para optimizar el proceso. Una de las maneras más eficientes de realizar este análisis es mediante simulaciones computacionales, evitando así los costos y el tiempo que suponen los ensayos experimentales.

Para este proyecto, se utilizará el software Aspen PLUS, que permite evaluar de manera detallada cómo afectan estas variables operativas en el desempeño del reactor de metanación. En este proceso, el dióxido de carbono (CO₂) proviene de gases de chimenea previamente tratados para eliminar impurezas que podrían afectar la catálisis, mientras que el hidrógeno (H₂) utilizado es de alta pureza y ha sido obtenido mediante un proceso externo de electrólisis del agua impulsado por fuentes de energía renovable.

La reacción de metanación suele operar entre 200 y 550 °C y a presiones de 1 a 100 bar, en condiciones libres de impurezas como azufre y oxígeno, que pueden inhibir los catalizadores. Este proyecto analiza de manera conjunta la influencia de presión, temperatura y composición, con el objetivo de aportar datos valiosos en el contexto de captura y reutilización de CO₂, una tecnología esencial para mitigar el cambio climático. A través de este estudio, se busca optimizar las condiciones de operación para maximizar la eficiencia y la selectividad en la producción de gas natural sintético.