Modelado Y Aplicación De Procesos Avanzados De Oxidación
Páginas: 6 (1285 palabras)
Publicado: 22 de noviembre de 2012
Modelado y Aplicaciones de Tecnologías Avanzadas de Oxidación para Tratamiento de Efluentes Contaminantes
José Ángel Colina-Márquez, Miguel Angel Mueses
Grupo de Investigación en Modelado y Aplicaciones de Procesos Avanzados de Oxidación, Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Cartagena,
Av. Del Consulado # 30-48, Cartagena-Colombia
e-mail: jcolinam@unicartagena.edu.co,mmueses@unicartagena.edu.co
Resumen
La fotocatálisis heterogénea solar ha sido ampliamente estudiada desde sus aspectos fundamentales y aplicaciones a escala de laboratorio y piloto. No obstante, las aplicaciones a escala real son más escasas y están limitadas a algunos países de Europa. En Colombia, ya existe una aplicación a escala real desarrollada en una industria del sector gráfico dirigidaa eliminar el color de uno de sus efluentes industriales. La fotocatálisis ha sido usada para tratar exitosamente residuos de: pesticidas [1-3], colorantes (empleados en la industria gráfica y textil) [4-6], fármacos [7-10] y otros compuestos químicos recalcitrantes [11-18]. Estos resultados prometedores fundamentan una perspectiva alentadora para la investigación en esta temática. En loconcerniente al modelado, la cantidad de trabajos es más reducida, pero es quizás en este aspecto donde el ingeniero químico ha encontrado un nicho interesante de trabajo. Los trabajos realizados en Colombia se encuentran a la vanguardia en esta temática. Se han propuesto trabajos basados en enfoques semi-empíricos usando parámetros de ajuste para describir el campo radiante de los reactoresfotocatalíticos [19,20], o usando modelos estadísticos de dispersión para obtener resultados semejantes [21,22]. El Grupo de Investigación en Modelado y Aplicaciones de Procesos Avanzados de Oxidación continúa trabajando intensamente en estos dos aspectos de los procesos avanzados de oxidación dentro del Programa de Ingeniería Química de la Universidad de Cartagena, en el cual ya se han iniciado variostrabajos de pregrado, y se han hecho convenios con empresas del sector industrial de Mamonal para la aplicación de la fotocatálisis a una escala real.
Objetivos
Conceptualizar los principios básicos y fundamentos para modelado matemático de reactores fotocatalíticos solares.
Identificar los beneficios y limitaciones de la fotocatálisis heterogénea solar en el tratamiento de efluentescontaminados de interés para la región.
Justificación
La fotocatálisis heterogénea en los últimos 15 años se ha convertido en una alternativa sostenible para el tratamiento de muchas sustancias contaminantes que no pueden ser tratadas por sistemas biológicos y tratamientos convencionales. Como beneficio adicional los subproductos del proceso fotocatalítico si permiten su tratamiento con los métodosconvencionales.
A pesar de que la fotocatálisis heterogénea tiene casi tres décadas acumuladas en investigación fundamental, la aplicación a escala real para la solución de problemas prácticos ha sido muy limitada. No obstante, en Colombia el número de grupos dedicados a investigar sobre la fotocatálisis heterogénea y sus aplicaciones ha ido incrementándose paulatinamente, lo que proporcionauna relevancia significativa a este tema en específico.
El interés de transferir esta tecnología como una alternativa viable a nivel industrial ha llevado a la necesidad de utilizar metodologías de escalamiento basadas en modelos matemáticos y simulación de los procesos de fotocatálisis y de los reactores fotocatalíticos a diferentes escalas.
El modelado matemático y simulación se hanconvertido en herramientas fundamentales para diseño, construcción, operación, evaluación y optimización de equipos de proceso. Para el caso particular de reactores solares los modelos constitutivos, han permitido no solo contribuir con el escalamiento de reactores, sino también al entendimiento de los procesos y fenómenos asociados a la fotocatálisis solar. A diferencia de los reactores químicos...
José Ángel Colina-Márquez, Miguel Angel Mueses
Grupo de Investigación en Modelado y Aplicaciones de Procesos Avanzados de Oxidación, Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Cartagena,
Av. Del Consulado # 30-48, Cartagena-Colombia
e-mail: jcolinam@unicartagena.edu.co,mmueses@unicartagena.edu.co
Resumen
La fotocatálisis heterogénea solar ha sido ampliamente estudiada desde sus aspectos fundamentales y aplicaciones a escala de laboratorio y piloto. No obstante, las aplicaciones a escala real son más escasas y están limitadas a algunos países de Europa. En Colombia, ya existe una aplicación a escala real desarrollada en una industria del sector gráfico dirigidaa eliminar el color de uno de sus efluentes industriales. La fotocatálisis ha sido usada para tratar exitosamente residuos de: pesticidas [1-3], colorantes (empleados en la industria gráfica y textil) [4-6], fármacos [7-10] y otros compuestos químicos recalcitrantes [11-18]. Estos resultados prometedores fundamentan una perspectiva alentadora para la investigación en esta temática. En loconcerniente al modelado, la cantidad de trabajos es más reducida, pero es quizás en este aspecto donde el ingeniero químico ha encontrado un nicho interesante de trabajo. Los trabajos realizados en Colombia se encuentran a la vanguardia en esta temática. Se han propuesto trabajos basados en enfoques semi-empíricos usando parámetros de ajuste para describir el campo radiante de los reactoresfotocatalíticos [19,20], o usando modelos estadísticos de dispersión para obtener resultados semejantes [21,22]. El Grupo de Investigación en Modelado y Aplicaciones de Procesos Avanzados de Oxidación continúa trabajando intensamente en estos dos aspectos de los procesos avanzados de oxidación dentro del Programa de Ingeniería Química de la Universidad de Cartagena, en el cual ya se han iniciado variostrabajos de pregrado, y se han hecho convenios con empresas del sector industrial de Mamonal para la aplicación de la fotocatálisis a una escala real.
Objetivos
Conceptualizar los principios básicos y fundamentos para modelado matemático de reactores fotocatalíticos solares.
Identificar los beneficios y limitaciones de la fotocatálisis heterogénea solar en el tratamiento de efluentescontaminados de interés para la región.
Justificación
La fotocatálisis heterogénea en los últimos 15 años se ha convertido en una alternativa sostenible para el tratamiento de muchas sustancias contaminantes que no pueden ser tratadas por sistemas biológicos y tratamientos convencionales. Como beneficio adicional los subproductos del proceso fotocatalítico si permiten su tratamiento con los métodosconvencionales.
A pesar de que la fotocatálisis heterogénea tiene casi tres décadas acumuladas en investigación fundamental, la aplicación a escala real para la solución de problemas prácticos ha sido muy limitada. No obstante, en Colombia el número de grupos dedicados a investigar sobre la fotocatálisis heterogénea y sus aplicaciones ha ido incrementándose paulatinamente, lo que proporcionauna relevancia significativa a este tema en específico.
El interés de transferir esta tecnología como una alternativa viable a nivel industrial ha llevado a la necesidad de utilizar metodologías de escalamiento basadas en modelos matemáticos y simulación de los procesos de fotocatálisis y de los reactores fotocatalíticos a diferentes escalas.
El modelado matemático y simulación se hanconvertido en herramientas fundamentales para diseño, construcción, operación, evaluación y optimización de equipos de proceso. Para el caso particular de reactores solares los modelos constitutivos, han permitido no solo contribuir con el escalamiento de reactores, sino también al entendimiento de los procesos y fenómenos asociados a la fotocatálisis solar. A diferencia de los reactores químicos...
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