Aplicaciones de los Fluidos Supercríticos First Author #1, Second Author *2, Third Author #3, Fourth Author #4, Fifth Author #5, Sixth Author #6, Seventh Author #7

# Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica, Universidad Nacional de San Agustín

Apaza Quenta, Alex1

Chancuaña Carrillo, Edison 2

Lazarte Mejía,Luz Yanina3

Paz Condori, Gonzalo Ronal4

Pocco Chupa, Luis Enrique5

Quispe Salinas, Kimberly Ashly 6

Ramos Paredes, Jubert Angelo 7

ABSTRACT—Above the critical temperature and

pressure of various fluids (scCO2, methanol,

scH2O) we find supercritical fluids. Such fluids

have properties such as solubilization, diffusivity,

viscosity, among others, which vary markedly by

pressure and temperature. With regard to the

environment supercritical fluids in subcritical

conditions have green (environmentally friendly)

properties which can be applied to reduce

environmental pollution. In this paper we will find

applications for different fields in the industry such

as oil extraction, refrigeration in nuclear reactors,

energy storage by Joule Brayton generators.

Key words: supercritical fluids, oil extraction,

biodiesel, energy storage.

RESUMEN—Por encima de la presion y

temperatura critica de diversos fluidos (scCO2;

metanol, scH2O) encontramos a los fluidos

supercríticos. Dichos fluidos tienen propiedades como

solubilización, difusividad, viscosidad, entre otras, que

varían notablemente por la presión y temperatura. Con

referencia al medio ambiente los fluidos supercríticos

en condiciones subcríticas tienen propiedades verdes

(amigables con el medio ambiente) las cuales pueden

aplicarse a la reducir la contaminación ambiental. En

este presenta trabajo se encontrara con aplicaciones

para diferentes ámbitos en la industria como extracción

de aceites, refrigeración en reactores nucleares,

almacenamiento de la energía mediante generadores

Joule Brayton.

Palabras clave: fluidos supercrítico, extracción de

aceites, biodiesel, almacenamiento de energía.

1.- INTRODUCCIÓN

Un fluidos supercrítico no está definido como un

líquido o como un gas, sino como una sustancia en un

estado crítico a una temperatura (TC) y presión crítica

(PC). Por ejemplo, el dióxido de carbono supercrítico

(scCO2; punto crítico: 7,38 MPa, 304 K / 31,1 ° C y

73,8 bar). Su densidad se puede cambiar en función de

la temperatura y la presión [1].

En general, cerca del punto crítico, pequeños cambios

de temperatura o la presión llevan a cambios

significativos en la solubilidad, coeficiente de partición,

momento dipolar y constante dieléctrica. Es

relativamente fácil controlar estas propiedades, ya que

pequeños cambios en la temperatura cerca del punto

crítico puede alterar la reactividad en procesos

bioquímicos como disolvente. La resistencia de un

fluido supercrítico puede variar al cambiar la presión y

la temperatura [2].

Figura 1. Diagrama presión- temperatura para

sustancias puras

Fuente: autoría propia

A alta temperatura, la fuerza de las partículas logra que

se muevan libremente esto supera a la de la fuerza inter-

molecular, si la distancia inter-molecular se reduce al

mínimo bajo presión. Se alcanza así el estado

supercrítico en el que no se produce una fase

condensada. Cuando la presión aumenta, la densidad

del gas sin embargo se hace más alta. La distancia inter-

molecular a continuación, se hace más corta, lo que

hace imposible no tener en cuenta los efectos de la

acción inter-molecular. Si el movimiento molecular se

puede observar directamente, que se supone que es tan

violento como en el estado gaseoso. Esta es la razón por

qué “supercrítico es el estado intermedio entre el gas y

el líquido” [3].

Actualmente se ha promovido la investigación de

nuevas tecnologías más respetuosas con el medio

ambiente, que no representen ningún riesgo para la

salud y garanticen una calidad superior de los

productos. Entre ellas emerge la llamada tecnología de

fluidos supercríticos, basada en la utilización de un

fluido, precisamente supercrítico, como disolvente

alternativo, siendo el más utilizado el dióxido de

carbono, CO2, supercrítico [4]. El agua supercrítica

muestra una alta solubilidad de la materia orgánica y

una fuerte capacidad de hidrólisis [3].

Tabla 1. Comparación de las propiedades FSC con los líquidos y gases

PROPIEDAD GAS FSC LÍQUIDO

DENSIDAD,

(Kg/m3)

0.6 - 2 200 – 900 600 – 1600

Coeficiente de

difusión,

(m2/s)x109

1 – 3 1 - 9 20 - 300

VISCOSIDAD

(Pa.s)x105

10 000- 40 000 20- 70 0.2 - 2

Fuente: M. Vázquez Da Silva . Supercritical And Its Applications. CESPU

Tabla 2. Propiedades críticas de los fluidos supercríticos más usados

COMPUESTO TC (K) PC (MPa) ρC (mol/L)

INO

RG

AN

ICO

Dióxidos de carbono

(CO2) 304.18 7.380 10.6

Amoniaco(NH3) 405.4 11.300

Agua(H2O) 647±2 22.064 17.9

HID

RO

CA

RB

UR

OS

Metano(CH4) 190.6 ±

0.3 4.6 ± 0.03 10.1 ± 0.2

Etano(C2H6) 305.3 ±

0.3 4.9 ± 0.1 6.9±0.4

Propano(C3H8) 369.9 ±

0.2

4.25 ±

0.01 5.1 ± 0.4

n-Pentano(C5H12) 469 ± 0.5 3.36 ±

0.06 3.22 ± 0.07

n-Hexano(C6H14) 507.6 ±

0.5

3.02 ±

0.04 2.71 ± 0.02

Benceno(C6H6) 562.0 ±

0.8

4.89 ±

0.04 3.9 ± 0.2

Tolueno(C7H8) 593±2 4.1 ± 0.1 3.17 ± 0.01

OX

IGE

NA

DO

S

Metanol(CH4O) 513 ± 1 8.1 ± 0.1 8.51 ± 0.07

Etanol(C2H6O) 514 ± 7 6.3 ± 0.4 6.0 ± 0.2

Acetona(CH3COCH3) 508 ± 1 4.8 ± 0.4 4.63

Éter Etílico(C4H10 O) 467 ± 2 3.6 ± 0.1 3.5 ± 0.4

Fuente: NIST (The National Institute of Standards and Technology)

2.- PROPIEDADES

Los fluidos supercríticos (SCF) varían en

comparación con las propiedades de los líquidos

reales. Por ejemplo, el agua supercrítica es

relativamente no polar y ácida [5]. Los fluidos

supercríticos no pueden definirse como un líquido o

como un gas, sino como una sustancia en un estado

("estado supercrítico") por encima de su temperatura

crítica (TC) y presión crítica (PC). Por ejemplo, el

dióxido de carbono supercrítico (sc𝐶𝑂2, punto

crítico: 7,38 MPa, 304 K / 31,1 ° C y 73,8 bar) es un

medio no polar con gran momento tetrapolar [6]. Su

densidad puede cambiar en función de la

temperatura y la presión [7]. En la presión crítica, su

compresibilidad se maximiza, y los pequeños

cambios a los parámetros térmicos pueden llevar a

cambios grandes en su densidad local (Figura 2).

No es de extrañar que los SCF como disolventes no

acuosos para reacciones catalizadas por enzimas

hayan atraído la atención de enzimólogos desde los

años ochenta y se han empleado en una variedad de

aplicaciones biotecnológicas debido a sus numerosas

ventajas [8]. Las enzimas no sólo son capaces de

funcionar en SCFs, sino que también muestran

interesantes propiedades novedosas, como la

especificidad alterada del sustrato, la

antiselectividad, la supresión de reacciones laterales,

la estabilidad aumentada y la "memoria molecular"

[9]. En general, los SCFs difieren de los disolventes

ordinarios al tener capacidades de solubilización

similares a las líquidas, mientras que mantienen altas

difusividades y bajas viscosidades de la fase

gaseosa. Cerca del punto crítico, pequeños cambios

en la temperatura o la presión llevan a cambios

significativos en la solubilidad, el coeficiente de

partición, el momento del dipolo y la constante

dieléctrica. Es relativamente fácil controlar estas

propiedades, ya que pequeños cambios en la presión

o temperatura cerca del punto crítico pueden alterar

la reactividad en procesos bioquímicos, ya que la

resistencia del solvente de un fluido supercrítico

puede variar variando la presión y la temperatura

[2].

Figura 2. Diagrama esquemático p-T de la fase de 𝐶𝑂2. [6]

El cambio en las propiedades del fluido subcrítico al

estado supercrítico es especialmente notable para los

compuestos comunes como agua y dióxido de

carbono. (2) miscibilidad de gases como 𝑂2 y 𝐻2 en

fluidos supercríticos, (3) altas tasas de difusión y

densidad variable, y (4) alto poder de disolución [5,

10]. Como conclusión, Ikushima avanzó el caso de

fluidos supercríticos como un medio adecuado para

procesos químicos y bioquímicos en ciertas

condiciones [10].

Por ejemplo podríamos hablar del carbono

supercrítico (sc𝐶𝑂2), que atrajo una atención

particular en la investigación y la tecnología debido

a sus propiedades "verdes" (es decir, sostenibles).

Sc𝐶𝑂2 es químicamente inerte (por ejemplo, es

"inmune" a la química de radicales libres) y es un

solvente aprótico de baja toxicidad [11]. A

diferencia del agua, sc𝐶𝑂2 es un régimen

supercrítico fácilmente accesible (7,38 MPa, 304 K /

31,1 ° C y 73,8 bar) y, como disolvente, es miscible

tanto con materiales fluorados como orgánicos [11,

12] (Figura 2). Además, el dióxido de carbono está

en el número de oxidación máximo de carbono (+

IV, estado químicamente totalmente oxidado) y por

lo tanto es inerte para una oxidación adicional (es

decir, no inflamable). El dióxido de carbono

supercrítico puede servir así de disolvente para las

transformaciones químicas "difíciles", como la

reacción directa del hidrógeno y el oxígeno para

formar peróxido de hidrógeno [13] o varias

reacciones selectivas de radicales libres [7].

2.1 Condiciones subcríticas

Otra forma de obtener un sistema de una sola

fase para la transesterificación no catalítica pero

con temperaturas y presiones menores que los

valores del alcohol supercrítico, es usando un

cosolvente. Hegel et al, [14] y Cao et al, [15]

analizaron mezclas de aceite de soya, metanol y

propano, mostrando visualmente el

comportamiento de los sistemas que involucran

tres fases (Líquido-Líquido-Vapor), dos fases

(Líquido-Vapor), y una fase (supercrítico)

cuando son calentados o reaccionan. Los puntos

críticos de la mezcla se reducen con un

incremento de las cantidades de propano, siendo

éste un buen solvente para los aceites vegetales,

observaron que existe una sola fase líquida para

varias mezclas a temperaturas menores a 433 K,

concluyendo que no son requeridas

temperaturas supercríticas para tener una sola

fase homogénea de los reactantes.

3.- APLICACIONES

3.1.- Reducción de la Contaminación con Fluidos

Supercríticos:

Los fluidos supercríticos se pueden usar tanto para

los procesos de reducción de la contaminación,

como para procesos favorables al medio ambiente.

[16].

La descontaminación del suelo por extracción de

𝐶𝑂2 tienen propiedades verdes ya que el suelo puede

ser desechado fácilmente después del tratamiento, y

se propusieron unidades transportables para limitar

los costos de transporte del suelo. Sin embargo, hay

que subrayar el hecho de que sólo los contaminantes

orgánicos de baja polaridad pueden ser fácilmente

eliminados y, aunque se hayan dado algunos avances

en el uso de quelantes, no es probable que los

metales pesados sean sometidos a extracción de

fluidos supercríticos en condiciones técnicas y

condiciones económicas. [17].

Las corrientes de agua contaminadas con

compuestos orgánicos pueden ser tratadas con 𝐶𝑂2

para recuperar los contaminantes antes de la

eliminación del agua. En la mayoría de los casos, la

concentración de contaminantes es muy pequeña y la

incineración total de la corriente es extremadamente

costosa, empujando la extracción para concentrar

100 a 10.000 veces la corriente final enviada

posteriormente a la incineración. En Baltimore se

opera una unidad industrial (5 𝑚3/ℎ) para la

eliminación de productos tóxicos del agua con CO2

líquido [17].

En cuanto a la reducción de la contaminación del

aire, fluidos supercríticos pueden ser utilizados para

la regeneración del adsorbente. Sin embargo, aún

quedan pendientes problemas de ingeniería

drásticos, especialmente el diseño de autoclaves de

adsorción y sistemas de cierre, que deben conducir a

una caída de presión muy baja cuando se realiza la

adsorción y a soportar una alta presión durante la

desorción [18].

Por otra parte, el agua supercrítica (o subcrítica)

aparece como un medio único para la destrucción

segura de desechos peligrosos por oxidación total.

Debido a sus propiedades físico-químicas especiales,

el agua supercrítica se ha propuesto por mucho

tiempo como un medio para la oxidación total

(SCWO, supercritical water oxidation) [17, 18]; Sin

embargo, la experiencia demostró que el desarrollo

del proceso es extremadamente difícil debido a la

corrosión (cuando el azufre, el cloro, el fósforo están

presentes en el residuo) y al taponamiento

(deposición de sal). En los casos más difíciles,

incluso el uso de aleaciones muy resistentes no es

suficiente para prevenir la corrosión y la reacción

debe realizarse dentro de un reactor de cerámica,

soportado por una autoclave de metal. Estos

problemas producen altos costos de procesamiento,

en comparación con la incineración clásica; Sin

embargo, el desarrollo industrial está en el camino

para los desechos altamente peligrosos, como los

gases tóxicos de la guerra o los desechos nucleares

orgánicos. [19].

Por otra parte, se debe observar que la destrucción

de contaminantes en aguas subcríticas recibe un gran

interés: incluso si la tasa de oxidación es menor, la

temperatura y la presión son significativamente más

bajas que en los procesos SCWO. [20]

3.2.- Fluidos Supercríticos en la Producción de

Biodiesel

El biodiesel se compone de ésteres de alcoholes de

cadenas cortas hechas de fuente biológica renovable

tales como grasas: de petróleo, de origen animal y

vegetal, puede ser utilizado como un combustible

diésel alternativo. A medida que estos se derivan los

recursos naturales son biodegradables y no tóxicos

[21].

Los triglicéridos (perteneciente a la familia de los

lípidos, se forma por la esterificación de tres grupos

OH) de aceite son buenas alternativas para el

combustible diésel, pero las altas viscosidades, la

composición de ácidos, y ácidos grasos libres de

aceite pueden crear problemas en los motores diésel

por su alta viscosidad [22].

Diferentes formas han sido consideradas para

reducir la alta viscosidad de los aceites vegetales: (a)

dilución, (b) microemulsiones, (c) pirolisis, (d)

craqueo catalítico, y (e) transesterificación [21, 23,

24]

Entre las técnicas ya mencionadas, la conversión

química a través de transesterificación (es el proceso

de intercambiar el grupo alcoxi de un alcohol) del

aceite con alcoholes de cadena corta, tales como

metanol o etanol, en su éster graso correspondiente

parece ser la solución más prometedora del

problema de alta viscosidad. La reacción de

transesterificación se ve afectada por el tipo de

alcohol a utilizar, relación molar entre alcohol y

gliceridos, tipo y cantidad de catalizador y tiempo de

reacción [23, 25, 26].

La reacción en la transesterificación en condiciones

ambientales normales es relativamente lenta, debido

a la naturaleza de dos fases en la mezcla de alcohol-

aceite que tiene contraste en su polaridad. Un

catalizador se utiliza generalmente para superar esta

limitación y así mejorar la velocidad de reacción y

rendimiento del producto. Hay varios tipos de

catalizadores alcalinos (bases) y ácidos, ya sea de

forma homogénea o heterogénea que están siendo

utilizados para mejorar la reacción de

transesterificación. Los catalizadores alcalinos más

preferidos son hidróxido de sodio, hidróxido de

potasio y metóxido de sodio; mientras tanto el ácido

clorhídrico y ácido sulfónico son los catalizadores

ácidos más utilizados comúnmente [23]. Sin

embargo, el uso de catalizadores complica la

reacción de transesterificación principalmente en la

formacion de jabones y la necesidad de separar el

catalizador de la mezcla de los productos finales

[27].

La técnica de los fluidos supercríticos se puede

utilizar para sintetizar biodiesel a través de la

transesterificación de aceites vegetales sin utilizar

ningún catalizador. En comparación con los

procesos catalíticos convencionales, la técnica de

FSC (Fluidos Supercríticos) posee una serie de

ventajas notables, como la separación fácil, rápida

reacción y ser mas amigable al medio ambiente. Esto

es principalmente porque alcoholes y aceite pueden

coexistir en una sola fase en condiciones

supercríticas [24, 28]. El aumento de la solubilidad

de las materias orgánicas y el medio ambiente

homogéneo hace que el proceso de

transesterificación sea favorable, en comparación

con el proceso catalítico [28].

Sin embargo, la reacción requiere de temperaturas

de 525 a 675 K y presiones de 35 a 60 MPa [27, 29],

con rendimientos de conversión entre el 50 y el 95

% en los primero 10 minutos [27].

Como cualquier proceso que involucra fluidos

supercríticos, los principales problemas se presentan

en el manejo de altas presiones (20-60 MPa) que

implican el uso de equipos especiales, altas

temperaturas involucran altos costos de

calentamiento y enfriamiento. Las grandes

relaciones alcohol-aceite (por ejemplo para aceite de

colza y aceite de semilla de algodón, han sido

investigados y se determinó una proporción molar de

42: 1 y 41: 1, respectivamente, era la relación óptima

para la conversión en ésteres [24]) involucran altos

costos de evaporación de alcohol no reaccionado

[27].

Tabla 3: Comparaciones entre el proceso de metanol catalítico (MeOH) y método del metanol supercrítico

(SCM) para el biodiesel a partir de aceites por transesterificación [26].

Proceso de Metanol

Catalítico

Método de Metanol

Supercrítico

Agente de Metilación Metanol Metanol

Catalizador Álcali No

Temperatura de Reacción (K) 303-338 523-573

Presión de Reacción (MPa) 0.1 10-25

Tiempo de Reacción (min.) 60-360 7-15

Rendimiento en Ester de

Metilo (% en peso) 96 98

Remoción de Purificación Metanol, Catalizador,

Glicerol, Jabones Metanol

Ácidos Grasos Libres Productos saponificados Esteres metílicos, agua

3.3.- Extracción de Aceites Esenciales por Fluidos

Supercríticos

Los aceites esenciales son aquellas sustancias

químicas que se obtienen a partir de diversas plantas.

Debido a su consistencia se le llama aceites; pero

estos a diferencia de los aceites comunes, al

derramarse no dejan mancha alguna, debido a que

contienen ciertos principios volátiles [30].

Al usar los fluidos supercríticos, en particular el

CO2, se disminuye el consumo de energía con

respecto a procesos de separación convencionales

como destilación y lixiviación (desplazamiento de

sustancias solubles o dispersables), entre otros. Estos

procesos se deben a que el CO2 no es tóxico, ni deja

residuo en sus productos, así también como a su

capacidad selectiva para extraer ciertas sustancias al

realizar pequeños cambios de presión y temperatura

[31, 32].

El uso del compuesto CO2 es apropiado para la

extracción de aceites esenciales, pigmentos,

carotenoides antioxidantes, antimicrobianos y

sustancias relacionadas, que se utilizan como

ingredientes para alimentos, medicinas y productos

de perfumería y que son obtenidas de especias,

hierbas y otros materiales biológicos [33].

“El pre tratamiento del material natural con CO2

supercrítico (con o sin etanol como co-disolvente)

mejoró la extracción de polifenoles del orujo de uva.

Este método proporciona una alternativa al pre

tratamiento de los materiales vegetales,

reemplazando disolventes orgánicos tóxicos (por

ejemplo, el hexano)” [34].

En la Figura 3 muestra el proceso de extracción con

CO2. El gas es enfriado y después presurizado con

una bomba La presión y temperatura de extracción

son controladas por un regulador de contrapresión y

un calentador. A la salida del recipiente de

extracción el gas es expandido en una válvula antes

de entrar al primer colector, que se encuentra casi a

temperatura ambiente. La corriente de salida es

llevada a una temperatura de 40°C a 45°C y

expandida a presión atmosférica en otra válvula,

después pasa a dos colectores fríos en paralelo. La

velocidad de flujo en la última parte del proceso es

monitoreada con un rotámetro y un flujómetro de

gas, antes de descargar el CO2. El extracto obtenido

del primer colector es mezclado con el del segundo

para un volumen dado de disolvente y retenido para

analizar los aceites esenciales y ceras cuticulares

contenidas [35].

Algunas de las ventajas de usar el CO2 para

extracción pueden ser [36]:

Al aplicar extractos de especias a los productos, la

textura de dicho producto no se ve afectada.

La extracción no es nociva para el medio ambiente.

La extracción a bajas temperaturas ayudan a

prevenir la degradación de componentes biológicos.

Figura 3. Esquema de un aparato de extracción con CO2: H1: intercambiador para enfriamiento, P:

comba, BPR: regulador de contrapresión, H2: intercambiador para suministrar calor, E: recipiente

de extracción, WS: bureta con disolvente, C1: primer colector, C2: colector en paralelo, V (0, 1, 2,

3): válvulas [35].

3.4.- Almacenamiento de Energía en Fluidos

Supercríticos

Se ha encontrado que el dióxido de carbono (CO2)

cuando se mantiene en unas condiciones de

temperatura y presión por encima de su punto crítico

(73bar y 32ºC) se comporta de una forma peculiar.

Este nuevo estado, es conocido como fluido

supercrítico (sCO2) y puede utilizarse para mover un

ciclo Brayton modificado. [37].

Nuevos ciclos termoquímicos podrían permitir para

la conversión altamente eficiente, rentable de calor

solar en combustibles mediante la producción de

reacciones endotérmicas, tales como división de

agua, la reducción de dióxido de carbono, o la

conversión termoquímica de materiales de

alimentación, tal como metano a alta densidad de

energía de combustibles de hidrocarburos líquidos

que se necesitan en el sector del transporte [38].

Los ciclos de potencia que utilizan sCO2 como

fluido de trabajo toman las configuraciones

primarias relevantes para la generación de energía:

un ciclo de Brayton cerrado indirectamente

calentado que es aplicable a combustión avanzada de

combustibles fósiles, así como a aplicaciones

nucleares y solares [39].

3.5.- Reactores Supercríticos Refrigerados por

Agua

El reactor supercrítico refrigerado por agua (SCWR)

es el reactor que usa agua a presión supercrítica

como refrigerante [40]. Se considera como uno de

los prometedores Reactores de Generación IV,

debido a sus ventajas de simplificación de plantas y

alta eficiencia térmica (aproximadamente 45%

contra los aproximadamente 33% de eficiencia para

los actuales LWR). La principal misión del SCWR

es la generación de electricidad a bajo costo. Está

basado en dos tecnologías probadas, los LWR, que

son los reactores de generación de energía más

comúnmente desplegados en el mundo, y las

calderas alimentadas por combustible fósil, un gran

número de las cuales también usadas alrededor del

mundo. [41, 42] Hay 438 reactores nucleares en

operación y 63 en construcción en el mundo. [43]

Se han propuesto varios conceptos de diseño de

SCWRs :

A. Reactor supercrítico de neutrones térmicos

refrigerados por agua.

B. Reactor supercrítico de neutrones rápidos

refrigerado por agua.

C. Reactor supercrítico de espectro de neutrones

mixtos refrigerado por agua.

D. Reactor supercrítico de lecho de guijarros

refrigerado por agua.

E. Reactor supercrítico de refrigeración por agua

pesada.

Recientemente, el uso del torio en SCWRs ha sido

investigado [44, 45]. Las ventajas de los SCWR se

muestran a continuación [40]:

El agua supercrítica tiene excelentes propiedades

de transferencia de calor, una alta densidad de

potencia.

El uso de un ciclo supercrítico de Rankine con

sus temperaturas más altas mejoran la eficiencia

(~45%).

Esta mayor eficiencia conduciría a una mejor

economía de combustible y una carga de

combustible más ligera, disminuyendo el residuo

(decaimiento) de calor.

El SCWR es típicamente diseñado como un ciclo,

por lo que el vapor o agua supercrítica caliente

del núcleo se utiliza directamente en una turbina

de vapor, que hace el diseño simple.

El agua es líquida a temperatura ambiente, barata,

no tóxica y transparente, simplificando la

inspección y reparación (en comparación con los

reactores refrigerados con metal líquido).

Un SCWR de agua pesada podría producir

combustible a partir del torio (4 veces más

abundante que el uranio), con un aumento

resistencia a la proliferación de los reproductores

de plutonio.

Algunos de los desafíos en los SCWR son los temas

de trabajo de investigación que necesitamos

examinar, entre los que encontramos. [46, 47]:

Mayor presión combinada con una alta

temperatura y también un mayor aumento de la

temperatura a través del núcleo resultan en un

incremento de tensiones mecánicas y térmicas en

los materiales de los recipientes que son difíciles

de resolver.

El refrigerante reduce considerablemente su

densidad a la salida del núcleo, lo que resulta en

la necesidad de colocar un moderador adicional.

Es necesario un amplio desarrollo de materiales e

investigación sobre química del agua supercrítica

bajo radiación.

Se necesitan procedimientos especiales de puesta

en marcha para evitar la inestabilidad antes de

que el agua alcance condiciones supercríticas.

Un SCWR de neutrones rápidos requiere un

diseño del núcleo del reactor para lograr un vacío

negativo coeficiente.

CONCLUSIONES

Solo con alterar un poco la temperatura o

presión en una zona crítica se observan

cambios notables en los fluidos, llegando a

ser muy beneficiosos en procesos

bioquímicos como disolventes.

Para obtener un fluido supercrítico se

necesita cierta cantidad de presión y

temperatura, pero al ubicarlo en condiciones

subcriticas se puede alcanzar las

propiedades supercríticas a menor

temperatura.

La condición subcritica de un fluido

supercrítico es cuando se añade un

cosolvente para obtener mejores

propiedades, además poder obtener el fluido

a menor temperatura.

El dióxido de carbono supercrítico nos

ayuda de manera eficiente en la recolección

de energía por diferentes medios como

nuevos ciclos energéticos, aplicables para la

generación de energía eléctrica (utilizando

ciclos Brayton o combinados).

En la producción de Biodiesel por

transesterificacion de aceites (triglicéridos,

digliceridos, monogliceridos) con procesos

catalíticos (mediante ácidos o bases) son

reemplazables con un alcohol supercrítico,

disminuyendo la contaminación al final del

proceso, evitando catalizadores,

saponificación y sobretodo aumenta la

eficiencia del proceso.

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