Desarrollo de un modelo termo-hidráulico y KPIS para el banco experimental de ensayos con mezclas de Hidrógeno y gas natural

Abstract

Este proyecto tiene como objetivo analizar el comportamiento térmo-hidráulico en un sistema de tuberías que transporta una mezcla de hidrógeno y gas natural, evaluando su desempeño y seguridad. En el contexto de la transición energética y el uso de combustibles sostenibles, este estudio analiza los efectos térmicos, propiedades de combustión y el impacto de la fragilización del metal por hidrógeno en las tuberías. El enfoque principal radica en evaluar indicadores clave de desempeño (KPIs, por sus siglas en inglés) como eficiencia térmica, emisiones de gases como CO₂ y NOx, estabilidad de combustión, y costos operativos, optimizando así la viabilidad y sostenibilidad del uso del hidrógeno como vector energético. El proyecto se estructura en etapas: primero, un análisis de información previa recoge propiedades térmicas, estudios previos, y datos clave de fragilización. Posteriormente, una revisión de literatura explora metodologías y normativas de seguridad relevantes (ISO/TR 15916 y ASME B31.12), proporcionando el marco para la elaboración del Modelo Térmico. Finalmente, se dan recomendaciones y se proponen indicadores clave de desempeño para la medición continua de estos sistemas. Los resultados de esta investigación ofrecerán una base sólida para entender el comportamiento de sistemas mixtos de hidrógeno y gas natural, promoviendo prácticas seguras y eficientes en aplicaciones industriales. Este trabajo contribuirá a los sectores de energía y medio ambiente, ofreciendo una guía metodológica y datos experimentales para el uso del hidrógeno como recurso complementario en la reducción de emisiones y eficiencia energética.

This project aims to analyze the thermo-hydraulic behavior in a pipeline system that carries a mixture of hydrogen and natural gas, evaluating its performance and safety. In the context of energy transition and sustainable fuel use, this study analyses thermal effects, combustion properties and the impact of hydrogen embrittlement on pipelines. The main focus is to evaluate Key Performance Indicators (KPIs) such as thermal efficiency, emissions of gases such as CO and NOx, combustion stability, and operating costs, thus optimizing the feasibility and sustainability of using hydrogen as an energy vector. The project is structured in stages: first, an analysis of Prior Information collects thermal properties, previous studies, and key data of fragilization. Subsequently, a literature review explores relevant safety methodologies and standards (ISO/TR 15916 and ASME B31.12), providing the framework for the development of the Thermal Model. Finally, recommendations are made and key performance indicators proposed for the continuous measurement of these systems. The results of this research will provide a solid basis for understanding the behavior of mixed hydrogen and natural gas systems, promoting safe and efficient practices in industrial applications. This work will contribute to the energy and environment sectors, providing methodological guidance and experimental data for the use of hydrogen as a complementary resource in emission reduction and energy efficiency.