Descripció del projecte
PROJECTE DE RECERCA TAP2022 El projecte TAP2020 és un projecte teòric/experimental que pretén investigar i millorar la tecnologia de l’obturació criogènica de canonades. El bloqueig d’una canonada per mitjà de la creació de taps de gel té com a objectiu permetre fer el treball de manteniment, reparació, redisseny, etc., que es requereixi a cada moment, sense parar l’operació de la planta. De forma simplificada això consisteix a muntar una caixeta o camisa tubular especial sobre l’exterior d’una canonada de qualsevol diàmetre, i injectar un líquid criogènic (N2 , etc.), i així va provocar un descens de la temperatura del líquid interior. Garantir la formació d’un tap de gel requereix conèixer a fons els fenòmens acoblats de transferència de calor i de massa, això com fer els assaigs previs necessaris abans d’iniciar el procés de reparació de la canonada. Dominar aquesta tecnologia amb garantia representa un repte tecnològic i un impacte econòmic de primer ordre pel sector de l’enginyeria de processos.
Per exemple, ens podem referir al cicle de l’aigua, on les canonades de conducció d’aigua (ja sigui aigua potable com aigua residual) transporten un bé necessari, escàs i, per tant, molt valuós que cal protegir. És fàcil imaginar que durant tota la seva vida útil poden patir pèrdues volumètriques d’aigua irrecuperables, disminució en la capacitat de transport, contaminació de les aigües, i com a principal conseqüència, costos extraordinaris per a la posterior reparació de la canonada. El temps necessari per a la seva reparació ha de ser el menor possible per evitar pèrdues d’aigua més grans, llargs temps sense servei, queixes dels usuaris, afeccions en el trànsit. La conducció d’aigua ha de ser eficient i sostenible i, per tant, el manteniment i la reparació de les xarxes de canonades s’ha d’entendre des d’una òptica seguretat, econòmica i ambiental.
Les metodologies desenvolupades i les seves potencials aplicacions seran avaluades sota criteris que contemplen els aspectes de seguretat, econòmics, ambientals i socials, i sota diversos dels objectius de desenvolupament sostenible i no contaminant, i de producció i consum responsables.
En l’estat de la tècnica actual no es contempla pràcticament treballs de recerca innovadors sobre l’obturació criogènica. En el millor dels casos, les entitats que apliquen aquestes tecnologies es fonamenten bàsicament en la seva experiència acumulada d’èxits i fracassos. Per tant, aquest projecte que inclou la modelització teòrica y la validació experimental (en el laboratori i en el camp) de l’obturació criogènica suposarà una aportació rellevant i necessària per garantir la seva viabilitat així com a estudiar la seva extrapolació a noves possibles aplicacions, i les seves limitacions.
El candidat haurà d’aprofundir sobre els fenòmens acoblats de transferència de calor i massa, i aprendre a modelitzar el procés de congelació del fluid que passa a través de canonades fins a la creació d’un tap. Per altra banda, per tal de validar els resultats dels models numèrics, haurà de dissenyar una metodologia experimental i programar l’extracció de tota la informació, el més automatitzat possible, per generar una eina de predicció i que li permeti monitorar “in situ” i en temps real tot el procés i garantir la viabilitat de la intervenció de manteniment més adient.
