fluidos no newtonians

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INGENIERÍA Investigación y Tecnología IX. 2. 87-97, 2008
(artículo arbitrado)

En México

Inge ría

y en el mundo

Dos propuestas para el proyecto del bombeo de fluidos no
newtonianos. Caso de los lodos residuales de plantas de
tratamiento de aguas negras
Two proposals for pumping calculations of non-newtonian
fluids, water treatment plants disposal sludges case
H.Gardea-Villegas
Facultad de Ingeniería UNAM, México
E-mail: gardea@servidor.unam.mx
(Recibido: novembre de 2006; aceptado noviembre de 2007)
Resumen
Se presentan dos propuestas para el cálculo del bombeo de fluidos no newtonianos,
con aplicación directa al caso de los lodos residuales de plantas de tratamiento de
aguas negras. Las propuestas se apoyan en métodos sugeridos por Levenspiel (1986)aplicables únicamente a fluidos Bingham plásticos y pseudoplásticos simples en
cualquier tipo de régimen. Ante el hecho señalado por este autor, de que aun no se ha
desarrollado la gráfica que relacione el factor de fricción con el número de Reynolds
para cualquier material plástico, no es posible calcular directamente el Bingham
pseudoplástico, que es precisamente el tipo al que pertenecen loslodos residuales,
objetivo de este trabajo, el mencionado investigador sugiere un procedimiento que
está sujeto al criterio del proyectista y por ello, habrá apreciaciones personales con las
desventajas que esto conlleva. Por esta razón se propone un método de cálculo para
lodos residuales, extensivo desde luego a otro tipo de fluidos no newtonianos, que si
bien, se apoya en el criterio originalde Levenspiel, elimina o disminuye mucho la parte
subjetiva del proyecto, llegándose a resultados más consistentes. Esto es parte del
trabajo de doctorado que realiza el autor bajo la dirección del Dr. Rafael B. Carmona
Paredes en la Facultad de Ingeniería de la UNAM.
Descriptores: Fluidos no newtonianos, lodos residuales, algoritmos para el cálculo del
bombeo, Bingham pseudoplásticos,plantas de tratamiento de aguas negras, régimen
de flujo.

Abstract
This paper presents two ways to calculate the pumping power of non Newtonian fluids
and especially yield pseudoplastics which are the kind of disposal fluids from Water
Treatment Plants. Fluids called sludges. The proposals included here, are based in
methods suggested by Levenspiel (1986) applicable to determine the performanceof
Bingham plastics and pseudoplastic fluids using a graphical approximation of the rheological behavior of these materials. This approach has the advantage that is appropriate to any kind of regime. Otherwise, Levenspiel underlines, that there is not yet a
chart who relates the roughness coefficient with the Reynolds number for general plastics, so it is not possible by now to calculate theyield pseudoplastic fluid. Its calculation is the aim of this study. Levenspiel proposes an approach subject to the assessment of the project manager, and will therefore entail personal observations, with the
limitations that this can cause. The results obtained by both propositions, are very

Dos propuestas para el proyecto del bombeo de fluidos no newtonianos. Caso de ...

similar. This ispart of a doctorate study done by the author under the direction of Dr.
Rafael B. Carmona in the Faculty of Engineering of the National Autonomous University of Mexico.
Keywords: Non-Newtonian fluids, sludges, algorithms to calculate pumping, yield
pseudoplastic, water treatment plants, fluid regime.

Introducción
Las plantas de tratamiento de aguas negras, producen lodos residuales que aunpueden ser aprovechados si se someten a ciertos procesos químicos. Por otra parte, el procesamiento de estos
lodos requiere amplias zonas expuestas a la atmósfera y por ello se presenta la necesidad de
transportarlos de la planta a terrenos adecuados
que normalmente se encuentran fuera de las
ciudades.

las que se usen coordenadas cilíndricas. Por ello,
el modelo de Herschel-Bulkley es sin...