Transporte De Masa Y Reacci N En Una Biopel Cula

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M. González-Brambila, F. López-Isunza
Transporte de masa y reacción en una biopelícula
Revista Mexicana de Ingeniería Química, vol. 6, núm. 2, 2007, pp. 127-136,
Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa
México
Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=62060201Revista Mexicana de Ingeniería Química,
ISSN (Versión impresa): 1665-2738
amidiq@xanum.uam.mx
Universidad Autónoma Metropolitana Unidad
Iztapalapa
México

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REVISTA MEXICANA DE INGENIERÍA QUÍMICA Vol. 6, No.2(2007) 127-136

AMIDIQ

TRANSPORTE DE MASA Y REACCIÓN EN UNA BIOPELÍCULA
MASS TRANSPORT AND REACTION IN A BIOFILM
M. González-Brambila y F. López-Isunza*
Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica, Universidad Autónoma Metropolitana- Iztapalapa, Av.
San Rafael Atlixco No. 186, Col. Vicentina, Iztapalapa. Apdo. Postal 55-534, México 09340, D. F., México.
Recibido 4 de Septiembre 2006;Aceptado 18 de Abril 2007
Resumen
En los pasados 15 años el conocimiento sobre la estructura y el comportamiento de una biopelícula se ha
incrementado, de forma continua gracias al uso de técnicas como las microscopías electrónica de barrido y
confocal, aunque esto no ha sucedido así con los modelos desarrollados que describen a los procesos acoplados de
transferencia de masa y reacción. En este trabajose presenta, con base en la evidencia experimental existente, la
comparación entre dos modelos de biopelícula. El primero considera a la biopelícula formada por una fase sólida
(medio poroso seudo-homogéneo) en la cual se llevan a cabo el transporte de masa difusivo y el consumo de
sustratos, y esta en contacto con una fase líquida externa que provee, a través del transporte de masa interfacial,los
diversos sustratos a la biopelícula. El segundo modelo considera a la biopelícula como una estructura porosa seudoheterogénea constituida por dos fases que intercambian masa entre sí: colonias de microorganismos atrapadas en
una red de polímeros extracelulares (PEC) conectadas entre sí por poros y canales llenos de líquido. En las primeras
se llevan a cabo el transporte de masa por difusión yel consumo de sustratos; en los segundos el transporte de masa
por convección y difusión, y la biopelícula en su conjunto intercambia masa con la fase líquida externa. El primer
modelo es similar al utilizado por diversos investigadores con pequeñas variantes, mientras que el segundo,
recientemente publicado (González Brambila, y col., 2006), se usa aquí para predecir cualitativamente lasmediciones de perfiles de oxígeno disuelto en la biopelícula (Lewandowski y col. 1995).
Palabras clave: biopelícula, transporte de masa, reacción, modelo matemático, estimación de parámetros.
Abstract
The knowledge on the structure and behavior of biofilms has been steadily increased in the last 15 years, based on
the use of techniques like scanning electronic microscopy, and confocal microscopy and theuse of microsensors; in
contrast the models developed to date to describe the observed biofilm’s behavior based on the description of mass
transport and bioreaction within, had not followed the same trend. This work compares the predictions using two
different models for an activated sludge biofilm attached to a permeable membrane reactor. The first model
considers the biofilm like a one-phaseeffective solid media where diffusion and reaction takes place, in contact
with an external liquid phase where the substrates are transfered to the biofilm through the interphase. The second
model considers an external liquid phase in contact with a two-phase porous biofilm, formed by a network of
clusters made of extracellular polymer substances (EPS) containing the cells, interconnected by pores...