Entre los principales problemas de la industria de transporte de hidrocarburos se encuentra la insuficiencia de presión en el yacimiento para levantar el petróleo, requiriendo entonces usar métodos de levantamiento artificial para extraer el petróleo. Uno de estos métodos son las bombas electro-sumergibles (ESP) las cuales operan con flujo bifásico (líquido-líquido o líquido-gas), lo que hace que el desempeño y la vida útil de estas bombas se reduzcan considerablemente. En esta línea de investigación, se analizan mezclas de aceite-agua (emulsiones), líquidos no Newtonianos, inyección de aire, etc., para analizar de forma experimental y teórica los datos y así mejorar su diseño a partir de CFD.

Durante la explotación petrolera en un pozo nuevo, los ingenieros pueden extraer de manera natural solo crudo. Sin embargo, dada la naturaleza porosa de las rocas y la interacción entre las fases (crudo-agua o crudo-gas), se extraerán fases diferentes al crudo. Esta condición es común en la industria petrolera, especialmente en yacimientos de crudo pesado. Se conoce como el fenómeno de digitación viscosa, inducido por una relación de movilidad desfavorable debido a la alta viscosidad del crudo, el cual fluye despacio comparado con otras fases. Entonces, las otras fases abrirán camino a través de crudo, alcanzando las tuberías de manera temprana, creando patrones parecidos a dedos. El principal problema entonces es la posibilidad de que uno de los dedos llegue a la tubería de extracción y reduzca la producción de crudo. Las consecuencias que acarrea son serias, requiriendo mecanismos de recobro secundarios como la inyección de agua, perdiendo la eficiencia de producción de crudo.

En industrias como la petroquímica, de transporte de hidrocarburos o de sistemas de transferencia de calor con cambio de fase, es común la presencia de mezclas bifásicas (gas-líquido o líquido-líquido), las cuales han sido estudiadas experimentalmente a nivel de laboratorio. Sin embargo, debido a las altas presiones y temperaturas, la extrapolación a condiciones reales ha sido difícil de alcanzar, pues implica altos costos energéticos y la adquisición de equipos costosos que cumplan con las normas de seguridad. Entonces, la Mecánica de fluidos computacional o CFD resulta una opción viable al posibilitar aproximaciones exitosas de este tipo de fenómeno y permitir la evaluación de las variaciones en las propiedades de los líquidos como viscosidad, tensión superficial, reología, entre otras.

Operaciones unitarias tales como la agitación y mezclado se encuentran presente en la mayoría de los procesos industriales y de alimentos, asegurando la calidad de la mezcla y la homogeneidad del producto. Estos procesos están compuestos de sistemas de una sola fase o de varias fases, ya sean en estado líquido, sólido y/o gaseoso. Entonces, esta línea de investigación se centra en el estudio del mezclado en hornos y tanques de agitación para su posterior escalamiento, teniendo en cuenta la dependencia de los resultados al diseño apropiado. A través de CFD, es posible modelar patrones de flujo en busca de un modelo de mezclado eficiente y mejorar el diseño del proceso.

En la industria de transporte de hidrocarburos, cuando el fluido llega a las instalaciones de producción en superficie, se encuentra una mezcla bifásica (líquido-gas) que se debe separar. Esto representa un proceso complejo debido a las altas viscosidades y sus variaciones. Entonces, la prioridad es el estudio experimental y en CFD de un Separador cilíndrico ciclónico (GLCC) que separa las fases líquida y gaseosa por medio de la formación de un vórtice dentro del ciclón y la diferencia de densidad de los fluidos. La prioridad es el estudio del efecto de la alta viscosidad y la tensión superficial en el desempeño del ciclón con el fin de mejorar su diseño.

Esta línea de investigación se enfoca en el control de flujo activo en turbinas eólicas. Se lleva a cabo un análisis mediante CFD del flujo alrededor de los alabes y un control de la separación de la capa límite, buscando mejorar la eficiencia del equipo.