Un completo análisis de los métodos más recientes para predecir la formación, el crecimiento y la morfología detallada de partículas de hollín en llamas laminares es el contenido central del artículo desarrollado por académicos y exalumnos de la Universidad Técnica Federico Santa María, publicado recientemente en Progress in Energy and Combustion Science, una de las principales revistas científicas del mundo en energía y combustión.
El artículo “Progress in multi-scale modeling of soot particle aggregation in laminar sooting flames” busca comprender, a través de una revisión sistemática de la literatura junto a casos de estudio en condiciones específicas, cómo las partículas de hollín se forman y evolucionan en procesos de combustión, contribuyendo al estudio de su impacto ambiental y en la salud humana.
Se trata de una revisión de 64 páginas en el volumen 110 de PECS que constituye un recurso de referencia global para estudiantes de postgrado e investigadores que trabajan en conversión de energía y combustión.
Es importante destacar que el artículo es coautoría de Fengshan Liu, Jérôme Yon y Georgios A. Kelesidis. A ellos se suman José Morán, exalumno de Ingeniería Civil Industrial y del Magíster en Ciencias de la Ingeniería Industrial (USM), Felipe Escudero, quien realizó su tesis de magíster con co-guía en el Departamento de Industrias (USM) y actualmente es académico del mismo departamento, y Andrés Fuentes, vicerrector académico y profesor titular del Departamento de Industrias de la USM, consolidando una colaboración entre Canadá, Francia, Países Bajos y Chile. La versión final se publicó en septiembre de 2025.
“Este trabajo es la consolidación de más de 15 años de desarrollo iniciado en la UTFSM y fortalecido con redes de clase mundial. Demuestra que desde Chile y desde la USM se puede generar conocimiento de primer nivel para el mundo”, señaló Fuentes.
¿Qué aporta esta revisión?
Esta investigación sintetiza el estado del arte multi-escala del modelado de agregación de partículas de hollín en llamas laminares: desde enfoques macroscópicos basados en ecuaciones de balance poblacional (p. ej., métodos seccionales y de momentos) hasta modelos de mesoescala como Discrete Element Method, códigos Monte Carlo y herramientas estocásticas, discutiendo su acoplamiento con el crecimiento superficial y su impacto en tamaño, morfología y propiedades de las nanopartículas. Al centrarse en llamas laminares, el artículo aísla fenómenos esenciales sin la complejidad de la turbulencia, entregando guías claras para simulación y validación.
Además, este entendimiento y las metodologías presentadas son directamente aplicables a la síntesis en llama de nanopartículas (flame aerosol synthesis), por ejemplo, de titanio (Ti/TiO2) y cobre (Cu/CuO), donde el control de tamaño y morfología es clave para su desempeño. Estas tecnologías habilitan aplicaciones con amplio rango de uso como: captura y conversión de CO2, hidrólisis del agua, fotovoltaica, combustibles sintéticos y semiconductores, alineadas con estrategias país como hidrógeno verde y cobre verde.
Relevancia para Chile y la USM
Esta publicación corona una línea de investigación iniciada hace aproximadamente 15 años en la USM y consolidada mediante colaboraciones con instituciones líderes en Europa y Norte América. Al mismo tiempo, refleja la capacidad formativa de la universidad: la mitad del equipo lo integran académicos de la casa de estudios y José Morán, exalumno y quien hoy es académico en la Universidad de Ottawa, evidenciado así el círculo virtuoso formación–investigación–impacto con raíces en la USM.
A esto se suma que, según registros de Scopus, el trabajo corresponde a uno de los tres únicos artículos con afiliación chilena publicados en toda la historia de la revista, junto a contribuciones previas de la Universidad de Santiago de Chile y la Universidad Adolfo Ibáñez. La participación de investigadores nacionales en este tipo de publicaciones consolida la presencia de Chile en la frontera del conocimiento en energía y combustión, y refuerza tanto el impacto del trabajo colaborativo entre instituciones chilenas e internacionales como el compromiso de la UTFSM con la investigación científica de excelencia y proyección global.
“Estamos muy contentos y orgullosos. Este artículo es fruto de un trabajo de largo aliento y un ejemplo concreto de que la investigación hecha en Chile puede liderar conversaciones científicas globales”, comentó Felipe Escudero, coautor y académico del Departamento de Industrias de la USM.
