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Diseño de un cavitador hidrodinámico a escala planta a piloto

González Carrillo, Martha María; Londoño Ramos, Carlos Arturo (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERIA QUIMICA, 2014)

Los vertimientos de aguas residuales son una parte inherente de los procesos industriales, por tanto, es responsabilidad de los mismos actores velar por la reducción de esa carga contaminante a las fuentes hídricas. Además, ...
Estudio y evaluación de alternativas para la restauración de la hidrodinámica de la Laguna de Sonso [recurso electrónico]

Rodríguez Sarasty, Diana María; Jojoa Ayala, Jorge Iván (2012-11-09)

En el presente estudio inicialmente se realizó la caracterización hidroclimatológica y geomorfológica de la laguna de Sonso, el principal humedal del Valle del Cauca. Igualmente se efectuó una aproximación al balance ...
Evaluación del impacto de diferentes medidas estructurales para la gestión de inundaciones en la hidrodinámica y la morfología del río Cauca en su Valle alto

Urrego Rubio, Diana Carolina (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERIA CIVIL, 2014)

En el desarrollo de esta investigación se hizo una revisión bibliográfica del impacto que las diferentes alternativas de gestión de inundaciones generan en los procesos fluviales, para lo cual fue necesario entender qué ...
Modelo CFD para caracterizar la hidrodinámica de un floculador hidráulico tipo alabama en la PTAP "El Arroyo" localizada en Santander de Quilichao

Gonzalías Manjarrés, Alexander (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERIA SANITARIA Y AMBIENTAL, 2019)

En el presente trabajo, se llevó acabo la caracterización hidrodinámica del floculador dos de la PTAP EL Arroyo del municipio de Santander de Quilichao - Cauca, se realizó la evaluación experimental mediante un ensayo de ...
Modelo termodinámico para analizar procesos de biorremediación en un ecosistema acuático construido caso laguna facultativa para depuración de aguas residuales municipales.

Zapata Rivera, Andrés Mauricio; Peña Varón, Miguel Ricardo (Director de Tesis o Trabajo de Grado) (2019-09-16)

Las lagunas facultativas son ecosistemas acuáticos construidos con el propósito de descontaminar aguas residuales. Estas, son sistemas de tratamiento de bajo costo, fácil operación y mantenimiento por lo que son ampliamente ...

Envíos recientes

Diseño de un cavitador hidrodinámico a escala planta a piloto

Machuca Martinez, Fiderman | 2014

Los vertimientos de aguas residuales son una parte inherente de los procesos industriales, por tanto, es responsabilidad de los mismos actores velar por la reducción de esa carga contaminante a las fuentes hídricas. Además, el crecimiento de conciencia ambiental y las regulaciones impuestas por el estado, hacen necesario que el desarrollo y evaluación de nuevas tecnologías para el tratamiento de las aguas residuales sean un enfoque clave en los procesos de innovación. En este marco, para el Grupo de investigación en Procesos Avanzados de Oxidación, (GAOX), es importante iniciar una nueva línea de investigación en dichos procesos. La cavitación hidrodinámica es una tecnología reciente que logra degradar diversos tipos de contaminantes presentes en aguas residuales, a partir de la generación de especies oxidantes. Puesto que actualmente GAOX no cuenta con equipos a escala piloto para la evaluación de esta tecnología, se debe comenzar por el diseño del reactor de cavitación hidrodinámica para posteriormente realizar pruebas de ésta. Con los procesos avanzados de oxidación se logra mitigar el efecto nocivo de los desechos, bajo diversos métodos dentro de los que se encuentra el fenómeno de la cavitación hidrodinámica, que funciona como pre o post tratamiento de aguas residuales, gracias a que se desencadenan una serie de reacciones que, al generar radicales hidroxilos, degradan los contaminantes presentes en las aguas. Con el fin de incursionar en el uso de la cavitación hidrodinámica para el tratamiento de aguas residuales, el grupo GAOX de la Universidad del Valle ha decidido hacer uso de ésta tecnología comenzando por el desarrollo del diseño propuesto en el presente trabajo, donde se fijaron las condiciones de operación: flujo de la corriente principal de 2m/s, dimensiones del tanque de 70 L entre otros, así como los parámetros de diseño del cavitador hidrodinámico a escala piloto con los que se determinaron las características de la bomba (2 hp).

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Estudio y evaluación de alternativas para la restauración de la hidrodinámica de la Laguna de Sonso [recurso electrónico]

Rodríguez Sarasty, Diana María | 2012-11-09

En el presente estudio inicialmente se realizó la caracterización hidroclimatológica y geomorfológica de la laguna de Sonso, el principal humedal del Valle del Cauca. Igualmente se efectuó una aproximación al balance hídrico en la laguna. Posteriormente se implementó un modelo matemático bidimensional para estudiar el comportamiento hidrodinámico de la laguna y su interacción con el río Cauca. Con el fin de mejorar la circulación de las corrientes al interior de la laguna se plantearon y evaluaron, mediante la modelación matemática, seis alternativas diferentes, consistentes en la construcción de un canal de conexión río-laguna al sur de la misma y la ampliación del actual canal Caño Nuevo, localizado al norte de la laguna. Las diferentes alternativas simuladas mostraron un mejoramiento de la hidrodinámica al interior de la laguna pues se elimina la zona muerta que actualmente se presenta en los sectores sur y centro de la laguna. La alternativa que arrojó los mejores resultados consiste en un canal de conexión río-laguna de 16 mts de ancho ubicado al sur de la laguna y la ampliación del canal Caño Nuevo a 21 mts de ancho.

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Evaluación del impacto de diferentes medidas estructurales para la gestión de inundaciones en la hidrodinámica y la morfología del río Cauca en su Valle alto

Ramirez Callejas, Carlos Alberto | 2014

En el desarrollo de esta investigación se hizo una revisión bibliográfica del impacto que las diferentes alternativas de gestión de inundaciones generan en los procesos fluviales, para lo cual fue necesario entender qué son los ríos aluviales, cómo se interrelacionan los caudales líquidos con los sólidos, qué procesos morfológicos se desarrollan durante las crecientes y por qué estas son importantes para el sistema fluvial. A partir de esta conceptualización teórica se recopiló toda la información disponible y se realizó la caracterización hidrológica, hidráulica, morfológica y sedimentológica del río Cauca y sus principales tributarios. Este estudio de caracterización permitió alcanzar una mejor comprensión del comportamiento y la dinámica de los diferentes procesos que se presentan en el río. En una fase posterior, se implementó el modelo matemático unidimensional HEC-RAS 4.1 con el fin de simular el comportamiento hidrodinámico, sedimentológico y morfológico del río Cauca y sus tributarios en el tramo La Balsa - Anacaro. Para ello, el modelo hidrodinámico fue el primero en ser esquematizado, calibrado, verificado y analizado, y sobre esta base se implementó el modelo morfológico, siguiendo una metodología similar a la implementada en el modelo hidrodinámico.

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Modelo CFD para caracterizar la hidrodinámica de un floculador hidráulico tipo alabama en la PTAP "El Arroyo" localizada en Santander de Quilichao

Zapata Rivera, Andrés Mauricio | 2019

En el presente trabajo, se llevó acabo la caracterización hidrodinámica del floculador dos de la PTAP EL Arroyo del municipio de Santander de Quilichao - Cauca, se realizó la evaluación experimental mediante un ensayo de trazadores y la simulación CFD en tres dimensiones (3D) utilizando un enfoque Euleriano junto con un modelo "Viscous - estándar k-ε " modelo de turbulencia. Con el fin de ver ¿Cuál es la relación entre la hidrodinámica del fluido y la eficiencia del floculador hidráulico? Inicialmente se realizaron las mediciones de la estructura para obtener información de primera mano, posteriormente se evaluó experimentalmente el floculador mediante un ensayo de trazadores para tres caudales de operación de la planta de 180, 230, 250 l.s-1. Luego se simularon los tres escenarios operativos a través de la Dinámica Computacional de Fluidos. Los modelos se desarrollaron usando el software Ansys Inc. Fluent® (V.16.1) en una estación de trabajo Dell Precision TX3500. Se obtuvieron 20795 elementos hexaédricos usando el software Ansys Inc® modo meshing software (V.16.0). Los resultados permitieron establecer que el floculador dos opera en condiciones que afectan su desempeño desde el punto de vista hidrodinámico, funciona como un reactor no ideal presentando un flujo mezclado con tendencia a flujo pistón, además, existen cortos circuitos y zonas muertas. Los resultados de la simulación evidenciaron las condiciones de la prueba experimental ya mencionadas, añadiendo que la modelación permitió ver las zonas donde se encontraban las condiciones adversas y conocer más a fondo datos hidráulicos de la unidad en su interior. De acuerdo con lo encontrado en este estudio se deben tomar medidas a corto, mediano y largo plazo, como el cierre de las ventanas de limpieza durante la operación, evitar los cambios bruscos de caudal debido a la sensibilidad en la unidad, la instalación de codos de dirección del flujo, que tengan en el extremo una platina de orificio que pueda ser cambiado a voluntad con el fin de modificar el gradiente y, hacer un análisis más exhaustivo del modelo CFD para esta unidad con el objeto de evaluar las mejoras y obtener una mejor aproximación del comportamiento del floculador.

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Modelo termodinámico para analizar procesos de biorremediación en un ecosistema acuático construido caso laguna facultativa para depuración de aguas residuales municipales.

Zapata Rivera, Andrés Mauricio | 2019-09-16

Las lagunas facultativas son ecosistemas acuáticos construidos con el propósito de descontaminar aguas residuales. Estas, son sistemas de tratamiento de bajo costo, fácil operación y mantenimiento por lo que son ampliamente utilizadas en países en desarrollo, especialmente aquellos ubicados en zonas tropicales donde hay disponibilidad de radiación solar en cualquier época del año. Su diseño debe favorecer el desarrollo de una amplia variedad de microorganismos y procesos físicos, químicos y biológicos que al interrelacionarse favorecen la depuración de las aguas contaminadas. Esto, ha cautivado la atención de los investigadores quienes han buscado entender cómo se desarrollan los procesos de biorremediación en este tipo de ecosistemas. Para ello, se han desarrollado herramientas como los modelos computacionales, especialmente aquellos que involucran técnicas de dinámica de fluidos computacional (CFD por sus siglas en ingles). Los modelos CFD han sido una de las herramientas más utilizadas en los últimos 20 años y han permitido representar fenómenos como la hidrodinámica de la laguna y la transformación de algunas especies químicas asociadas a los ciclos del carbono y nitrógeno. Recientemente, se han comenzado a acoplar modelos CFD y ecológicos con el objetivo de obtener una mejor representación de este tipo de ecosistemas. Por lo anterior, en esta investigación, se construyeron dos modelos CFD en 3 dimensiones de una laguna facultativa secundaria, usada para descontaminar las aguas residuales del municipio de Ginebra - Valle del Cauca - Colombia. Los modelos se desarrollaron usando el software ANSYS Inc. Fluent® (V.16.1) en una estación de trabajo Dell Precisión TX3500. Se empleó el método de volúmenes finitos dividiendo el dominio computacional en 161890 elementos hexagonales, usando el software Ansys Inc® ICEM CFDTM meshing software (V.16.0). Uno de los modelos CFD fue un modelo monofásico, el cual incluyó agua como fluido. El otro modelo, fue un modelo bifásico que incluyó además del agua los sólidos suspendidos del afluente. El campo hidrodinámico de ambos modelos fue validado con dos estudios experimentales de trazadores utilizando el trazador Rodamina WT (RWT). Con el modelo bifásico se simuló el fenómeno de transporte de sólidos en la laguna, la penetración de la radiación solar incidente en el cuerpo de agua, el efecto del viento en la superficie, la transferencia de calor a través de las paredes circundantes, los perfiles de temperatura transversal y longitudinal y el transporte de un contaminante orgánico persistente. Este contaminante correspondió al retardante de llama BDE 99 el cual se seleccionó porque se identificó su presencia en el afluente de la laguna. El fenómeno de transporte de sólidos se validó con datos experimentales de la concentración de sólidos suspendidos. Los fenómenos de transferencia de energía con datos experimentales de temperatura y el transporte del retardante de llama con datos experimentales de la concentración del BDE 99. Estos últimos fueron medidos en el laboratorio del Grupo de Investigación en Contaminación Ambiental por Metales y Plaguicidas (GICAMP) de la Universidad del Valle. Como complemento a los modelos CFD se construyó un módulo ecológico para representar el calor de reacción de los procesos de biorremediación de amonificación, nitrificación, fotosíntesis y respiración. Para ello, las correlaciones entre variables ecológicas se construyeron utilizando un artificio estadístico conocido como modelos lineales mixtos generalizados. Estos, fueron implementados en el software Stella by Isee System. Los modelos lineales mixtos generalizados se construyeron siguiendo una estrategia que describe la relación entre una variable respuesta y una o varias variables explicativas. Con estos modelos y gracias a la incorporación de factores fijos y aleatorios se intentó dar cuenta de la complejidad del ecosistema estudiado, haciéndola más próxima a la realidad.

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