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

Buelvas Noguera, Alejandro; Prada Jaimes, Nafer Stevens

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

dc.contributor.advisor	Pedraza Avella, Julio Andrés
dc.contributor.advisor	Ruiz Lizarazo, Jeferson Owaldo
dc.contributor.author	Buelvas Noguera, Alejandro
dc.contributor.author	Prada Jaimes, Nafer Stevens
dc.contributor.evaluator	Martínez Rey, Ramiro
dc.contributor.evaluator	Ramirez Caballero, Gustavo Emilio
dc.date.accessioned	2024-11-16T12:57:20Z
dc.date.available	2024-11-16T12:57:20Z
dc.date.created	2024-11-12
dc.date.issued	2024-11-12
dc.description.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.
dc.description.abstractenglish	In recent years, the number of water sources experiencing contamination issues with heavy metals, including mercury, has significantly increased. As a solution to this problem, this study utilized computational fluid dynamics (CFD) to evaluate the impact of changing the feed from front to lateral in the UIS – GIMBA 2.2 tubular photoelectrochemical reactor, aiming to determine its influence on mercury reduction capacity. For the development of this work, SolidWorks® and COMSOL Multiphysics® software were employed for the design and CFD simulation phases, respectively. The methodology used to achieve the objectives consisted of three main steps: the design of the equipment prototype; the evaluation of turbulence, mercury reduction capacity, and hydrodynamics of the reactor; and finally, the comparison of the results with the front-feed reactor. Among the main results, a significant improvement in turbulence was observed with the implementation of the feed change; Conversely, the residence time of the front-feed reactor was slightly higher than that obtained after the modifications. However, since the reaction is diffusion-controlled, greater turbulence outweighs the little loss in residence time. Finally, it was concluded that the changes implemented in the UIS - GIMBA 2.2 reactor favor mercury reduction, achieving a relative improvement of 25.51 % of reagent converted in a single step.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Químico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/44767
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program	Ingeniería Química
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Química
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	alimentación lateral
dc.subject	hidrodinámica
dc.subject	reactor tubular
dc.subject	fotoelectroquímica
dc.subject	COMSOL
dc.subject	CFD
dc.subject.keyword	lateral feed
dc.subject.keyword	hydrodynamics
dc.subject.keyword	tubular reactor
dc.subject.keyword	photoelectrochemistry
dc.subject.keyword	COMSOL
dc.subject.keyword	CFD
dc.title	Efecto del cambio de alimentación frontal a lateral sobre la reducción de Hg(II) en un reactor fotoelectroquímico tubular mediante CFD.
dc.title.english	Effect of changing feed from front to lateral on the reduction of Hg(II) in a tubular photoelectrochemical reactor using CFD.
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado