El isótopo estable ¹³C es un recurso de enorme valor en medicina y en geoquímica. Sin embargo, su obtención mediante destilación criogénica de monóxido de carbono (CO) plantea desafíos térmicos y de transferencia de masa sumamente complejos. Un reciente estudio publicado en Results in Physics (2026) [1] ha abordado este reto utilizando COMSOL Multiphysics^®.

Cómo se aplicó COMSOL en esta investigación?

Los investigadores desarrollaron dos modelos complementarios: un modelo unidimensional basado en el método de diferencias finitas y un modelo tridimensional en COMSOL Multiphysics^® para analizar el transporte acoplado de calor, masa y cantidad de movimiento en una columna criogénicas de lecho empacado que se muestra en la Figura 1.

Figura 1. Planta de destilación criogénica con condensador, reboiler y camisa de vacío.

Resultados destacados:

La simulación en COMSOL Multiphysics® predijo con éxito un enriquecimiento máximo de ¹³C del 1,165% en la base de la columna de 2,5 m y representó con precisión el gradiente de temperatura criogénica real en el sistema (de ~71,2 K en el reboiler a 81,2 K en el condensador). La Figura 2 muestra esta distribución de temperatura calculada en COMSOL Multiphysics^®.

Figura 2. Distribución de temperatura del isótopo ¹³C en la columna, obtenida a partir de las simulaciones en COMSOL Multiphysics®.

Esta metodología proporciona una base cuantitativa excelente para optimizar y controlar sistemas de separación isotópica avanzados. ¡Otra demostración de cómo el modelado multifísico en COMSOL resulta clave para resolver complejos problemas de transferencia de calor y materia en condiciones extremas!

Referencias

[1] S. Ghiasabadi, M. Sharifi, M. Aghaie, Numerical modeling of a cryogenic column for 13C isotope separation using COMSOL multiphysics, Results in Physics, Volume 87, 2026, 108717.