Dr. Rubén Pérez: Formación de Hielo en Válvulas de Alivio durante la Expansión de Hidrógeno

Dr. Rubén Pérez: Formación de Hielo en Válvulas de Alivio durante la Expansión de Hidrógeno

Fecha publicada: 23 Abril, 2024

El documento detalla un estudio realizado por el Dr. Rubén Pérez, Gerente General InnerGreen, sobre la formación de hielo en válvulas de alivio durante la expansión de hidrógeno en plantas de H2. Durante el comisionamiento y la operación de estos proyectos, se observó la formación de hielo alrededor de las válvulas de alivio en tanques de hidrógeno a alta presión, un fenómeno atribuido al efecto Joule-Thomson, que ocurre cuando el hidrógeno se expande y su temperatura cae drásticamente, causando la condensación y congelación de la humedad ambiental.

El documento explica en detalle la termodinámica involucrada, utilizando conceptos como las ecuaciones de estado de Van der Waals, Redlich-Kwong, y Peng-Robinson, y presenta un modelo matemático que permite predecir este comportamiento bajo diferentes condiciones de presión y temperatura. También se menciona un análisis de la variabilidad del coeficiente de Joule-Thomson y su impacto en la temperatura del gas tras la expansión, con datos experimentales que comparan las observaciones de campo con las predicciones teóricas.

El profesional declara a H2News que “En Chile, llevamos 5 años hablando de Hidrógeno, y revisando estudios que se acercan más al área de la macro y microeconomía, que de las ciencias que nos formaron como ingenieros. Así como, Ludwig Boltzman, quien pasó gran parte de su vida estudiando la mecánica estadística, y quien murió en 1906, por su propia mano; o Paul Ehrenfest quien, desarrollando su trabajo, murió de forma similar en 1933. Este es tu turno para tomar el riesgo de volver a tus raíces y entrar la termodinámica de procesos químicos”.

En este artículo se analiza y se desarrollan las ecuaciones que permiten representar un fenómeno fisicoquímico que sucede en el comisionamiento de plantas de electrólisis de H2, y que es la presencia de hielo cuando se activan en forma repentina las válvulas de sobrepresión de estanques de almacenamiento de H2. Para el lector que no desee revisar el desarrollo de las ecuaciones y desee una explicación directa, se recomienda leer las secciones: i) Explicación del fenómeno, ii) Resultados y iii) Conclusiones.

Finalmente, se discuten las implicaciones de estos hallazgos para el diseño de sistemas de almacenamiento y manejo de hidrógeno, sugiriendo que es crucial tener en cuenta este fenómeno para asegurar la operación segura y eficiente de las instalaciones de hidrógeno.

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Dr. Rubén Pérez

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