Thesis:

Optimización dinámica de procesos de separación en salares: aplicación de esquemas simultáneos con colocación ortogonal para control predictivo

La búsqueda de soluciones a problemas energéticos a nivel mundial ha obligado a la humanidad a generar nuevas formas de generación y almacenamiento eléctrico, las cuales deben ser más limpias y eficientes que las alternativas actuales. Las más sonadas a nivel mundial son las baterías de litio, que usan este metal para almacenar una gran cantidad de energía en un bajo peso y espacio, que las hacen ideales para la transición a la electromovilidad. Debido a lo anterior, la demanda mundial de litio ha aumentado en los últimos años, por lo que el poder explotar este mineral es de vital importancia a nivel nacional. Este metal se encuentra principalmente disuelto en salares, por lo que la legislación actual no permite su explotación a menos que se devuelva el caudal de agua extraído de manera íntegra, cosa que los procesos actuales no aseguran. Considerando la problemática anterior, se propone utilizar un proceso de destilación por membrana para poder cristalizar las sales de interés sin perder el solvente y poder explotar de manera directa los salares nortinos. En el presente documento se muestra un método de modelación y simulación dinámica, enfocada a la destilación por membrana para la cristalización y recuperación de sales específicas. Para esto, se obtuvieron datos de un montaje experimental de destilación por membrana. Para el controlador dinámico, se hicieron los balances diferenciales de materia y energía del proceso, basándose en una salmuera simplificada compuesta de cloruro de sodio y agua, la cual se trató en un montaje a escala de laboratorio. Para la modelación dinámica se propone una (...).

The search for solutions to global energy problems has forced mankind to generate new forms of electricity generation and storage, which must be cleaner and more efficient than current alternatives. The most popular worldwide are lithium batteries, which use this metal to store a large amount of energy in a low weight and space, making them ideal for the transition to electromobility. Due to the above, the world demand for lithium has increased in the last few years, so being able to exploit this mineral is of vital importance at a national level. This metal is mainly dissolved in salt flats, so the current legislation does not allow its exploitation unless the extracted water flow is returned in full, something that current processes do not ensure. Considering the above problems, it is proposed to use a membrane distillation process to crystallize the salts of interest without losing the solvent and to be able to directly exploit the northern salt flats. This paper shows a dynamic modeling and simulation method focused on membrane distillation for the crystallization and recovery of specific salts. For this purpose, data were obtained from an experimental setup of membrane distillation. For the dynamic controller, the differential balances of matter and energy of the process were made, based on a simplified brine composed of sodium chloride and water, which was treated in a laboratory-scale setup. For the dynamic modeling(...).