Reactores Fotocataliticos

REACTORES FOTOCATALITICOS
1. REACTOR FOTOCATALÍTICO
Un reactor fotocatalítico es un equipo en el cual se llevan a cabo procesos fotocatalíticos activadas por radiación, procurando evaluar a priori su eficiencia y determinando su más adecuada configuración (reactor lámpara) y su modo y variables optimas de operación. Sin embargo existe una característica particular que excede el marco de losreactores convencionales debido a que, al ser todas las reacciones fotoquímicas activadas por radiación, el conocimiento de la distribución espacial de esta es un requisito indispensable tanto para el objetivo de obtener expresiones cinéticas en reactores de laboratorio como para el modelado y aplicaciones de reactores fotocatalíticos en otras escalas (piloto o planta). Ello implica la necesidad deadquirir información adicional desde la teoría del transporte de fotones.
La comprensión de los procesos que ocurren en un reactor químico fotocatalítico de cualquier escala impone la necesidad de utilizar conocimientos de distintas disciplinas, muchas de ellas diferentes de la ingeniería química. En el análisis del proceso a partir de su etapa inicial, la emisión de energía radiante en forma defotones por parte de una fuente (la lámpara o el sol) hasta una final en la cual una molécula de un contaminante dado del medio del estado sólido, la fisicoquímica, la electroquímica, los fenómenos de transporte, etc.

Figura: Montaje experimental del sistema fotocatalítico.


2. TIPOS DE REACTORES FOTOCATALÍTICOS
Otro aspecto relevante a la hora del diseño de reactores es la dificultadpara poder comparar diferentes reactores fotocatalíticos entre sí, lo que suele complicar tanto el diseño como su optimización. Esto es debido, por un lado, a los muchos parámetros que intervienen en el proceso y a la complejidad del sistema fotocatalítico y, por otro, a las importantes diferencias que suele haber entre reactores distintos cuando además varía la escala de los mismos. Este problemase complica aún más cuando se trabaja con radiación solar ya que, además, se tiene una iluminación que va cambiando continuamente y es diferente según el emplazamiento. Cuando se realizan ensayos de degradación fotocatalítica de diferentes sustancias el parámetro más comúnmente utilizado para referir los resultados y la evolución del proceso es el tiempo de residencia (tR), que indica el tiempo deexposición a la luz de la mezcla acuosa que está pasando por el reactor. Por lo tanto, la utilización del tiempo de residencia no permite comparar experiencias realizadas en sistemas diferentes ni extraer conclusiones sobre la eficiencia comparativa de los mismos. Este problema puede evitarse representando la evolución del proceso fotocatalítico en función de la energía útil que ha ido acumulandoel reactor a lo largo del tiempo, en vez de en función del tiempo de residencia.
2.1 Reactores solares de media concentración
Los dispositivos de concentración solar fueron los que se usaron en un primer lugar para la implementación de procesos fotoquímicos usando luz solar. Dentro de este grupo de tecnologías, y para aplicaciones fotoquímicas, se encuentran los captadores cilindro-parabólicosy los captadores holográficos.

2.1.1 Captadores cilindro-parabólicos
Los primeros foto-reactores para aplicaciones de fotocatálisis solar que se diseñaron, a finales de los años 80, estuvieron basados en Captadores Cilindro- Parabólicos (CCPs). Eso era debido, por una parte, al énfasis histórico que se había puesto sobre este tipo de captadores para las aplicaciones solares térmicas, lo quehacía que la tecnología estuviese relativamente madura y resultase sencilla la adaptación de los sistemas existentes. En segundo lugar, entre los distintos sistemas concentradores existentes, en aquel momento los CCPs se consideraban los más adecuados para este tipo de aplicaciones. El captador solar cilindro-parabólico consiste en una estructura que soporta una superficie altamente reflectante y...