Efecto del cambio de alimentación frontal a lateral sobre la reducción de Hg(II) en un reactor fotoelectroquímico tubular mediante CFD.

Abstract

En los últimos años, el número de fuentes hídricas que han venido presentando problemas de contaminación de sus aguas con metales pesados, ha aumentado considerablemente. Como alternativa de solución al problema mencionado, en este trabajo se hizo uso de la simulación de fluidos computacional (CFD, Computational Fluid Dynamics) con el fin de evaluar el impacto sobre la hidrodinámica y turbulencia del cambio de alimentación frontal a lateral del reactor fotoelectroquímico tubular UIS – GIMBA 2.2, y con ello determinar su influencia sobre la capacidad de reducción de mercurio. Para el desarrollo del trabajo se usaron los softwares SolidWorks ® y COMSOL Multiphysics ®, donde se llevaron a cabo las fases de diseño y simulación CFD, respectivamente. La metodología usada para cumplir con los objetivos constó de tres pasos principales: el diseño del prototipo del equipo; la evaluación de la turbulencia, capacidad de reducción de mercurio e hidrodinámica del reactor; y finalmente la comparación de los resultados con el reactor con alimentación frontal. Entre los resultados principales, se encontró una mejoría considerable en la turbulencia con la implementación del cambio en la alimentación; por otro lado, el tiempo de residencia del reactor con alimentación frontal fue ligeramente superior al obtenido luego de las modificaciones. Sin embargo, debido a que la reacción es controlada por la difusividad, una mayor turbulencia prima sobre la pequeña pérdida de tiempo de residencia. Finalmente, se concluyó que los cambios implementados en el reactor UIS - GIMBA 2.2 favorecen a la reducción de mercurio, logrando una mejoría relativa del 25.51 % de reactivo convertido en un solo paso.