Estudio Fluidodinámico de un Equipo Lavador de Aire por Medio de Burbujeo en un Medio Acuoso para Utilizar en Recintos Abiertos

Abstract

Los niveles de contaminación atmosférica que se han alcanzado y los peligros que esto conlleva en la salud al respirarla han hecho que se incrementen los esfuerzos en investigación acerca de la depuración del aire. Así es como se han desarrollado varios equipos que intentan separar los elementos contaminantes del aire respirable a través de procesos de tipo químico y físico.

Uno de estos procesos físicos corresponde a los flujos bifásicos, donde en un reactor se inyecta aire, el cual atraviesa un líquido formando burbujas. El aire inyectado posee cierto porcentaje de partículas sólidas. No se tiene mucha información acerca de este tipo de equipos, ya que lo que más se conoce es el proceso inverso a éste, donde el flujo de gas es rociado con un líquido en forma de pequeñas gotas, capturando y deteniendo las partículas sólidas.

Este trabajo de título tiene por objetivo estudiar la factibilidad del principio de retener partículas suspendidas en un flujo de aire, a través de la inyección de este flujo en un líquido reactivo. Además, reproducir la reacción principal de este reactor por medio de una simulación computacional para observar la eficacia de este método en la limpieza de aire. En este sentido los programas de simulación computacional cumplen un rol fundamental en el ahorro temporal y económico.

La metodología fue la siguiente. Primero se investigó acerca de equipos existentes similares, para determinar los parámetros de diseño de éste. Con la información anterior, se construyó la geometría del reactor directamente en el software FLUENT. Luego se impusieron las condiciones del fenómeno, cargas, velocidades y dimensiones.

Los resultados de la simulación arrojan que la mezcla de las fases es factible, produciéndose a partir de un tiempo de 1 [s], y el material particulado puede ser retenido en el líquido, logrando un rendimiento de un 99%. También, que el programa caracteriza muy bien el régimen de burbujas. Finalmente se concluye que sin la presencia de aditivos la mezcla no se producirá espontáneamente, pero movimientos caóticos del sistema propician la captura del material particulado en el líquido. Además, se recomienda la construcción de un prototipo para la obtención de datos experimentales y posterior validación de los resultados.