TRAZADORES Y TIEMPOS DE RETENCION ́

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                                   TRAZADORES Y TIEMPOS DE RETENCION ́

Karina González Ibarra, karina.gonzalez.i@uniautonoma.edu.co; Astrid Carolina Ordoñez Martínez, astrid.ordonez.m@uniautonoma.edu.co; Angie Julieth Benavides Casanova, angui.benavides.c@uniautonoma.edu.co; Maura Nohemí Riascos Angulo maura.riascos.a@uniautonoma.edu.co; Joe Leonardo Quiñones Valentierra joe.quinones.v@uniautonoma.edu.co; Luz Dary Zambrano Cruz luz.zambrano.c@uniautonoma.edu.co.

Corporación Universitaria Autónoma del Cauca, facultad de Ingenierías, Ingeniería Ambiental y Sanitaria, Operaciones Unitarias, séptimo semestre.

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RESUMEN

PALABRAS CLAVES: trazador, tiempo de retención, conductividad por sales, reactor

INTRODUCCIÓN

Actualmente hay diferentes sistemas de tratamiento para reducir las cargas contaminantes que se encuentran presentes en el agua, entre ellos están tratamientos químicos, biológicos, pretratamientos, tratamiento primario, secundario y terciario, Para llevar a cabo dicho tratamiento se deben realizar diseños de plantas con varias etapas; dentro de ellos podemos encontrar reactores anaerobios los cuales en ausencia de oxigeno permite transformar la materia orgánica en una mezcla de gases, y reactores aerobios los cuales consisten en  la eliminación de contaminantes orgánicos por su transformación de biomasa bacteriana con ayuda de oxígeno,  para los que se busca que estos funcionen adecuadamente mediante un flujo ideal bien sea el flujo pistón o flujo de mezcla completa. Para poder determinar un flujo dentro de un reactor es importante utilizar trazadores que faciliten el recorrido del flujo en el reactor, sin tener en cuenta su naturaleza química, biológica o radioactiva esto con el fin de determinar su funcionamiento o comportamiento hidráulico de una solución. Estos trazadores también pueden ayudar a identificar el comportamiento de diversos procesos físicos, químicos o biológicos, permitiendo determinar el caudal total de una corriente y la velocidad de un flujo [1].

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Realizar una prueba de trazadores en un reactor a escala piloto para evaluar las condiciones hidráulicas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Analizar el funcionamiento de un reactor
• Hallar las relaciones ti/t0, tm/t0, tp/t0, tc/t0.
• Hallar las gráficas de Concentración vs Tiempo y Concentración vs Conductividad y analizar las curvas realizadas.

MARCO TEÓRICO

En los últimos años se han realizado numerosos estudios de trasporte de soluto y modelación de la calidad de agua en ríos de Colombia, demostrando el interés por el entendimiento de los fenómenos de trasporte de solutos en esta clase de corrientes, debido a que en Colombia un elevado porcentaje de los municipios vierten sus aguas residuales a los ríos. Los experimentos con trazadores proporcionan información que sirve como pilar fundamental en los modelos de calidad de agua y también para predecir el tiempo de viaje y concentraciones máximas de sustancias nocivas que se encuentran en los ríos por vertimientos derrames o eventos de contaminación aguas arriba [1]

Trazador: Los trazadores son sustancias con propiedades atómicas o nucleares, físicas, químicas o biológicas que se introducen en un sistema con el fin de estudiar la evolución temporal y/o espacial de determinado proceso químico, físico, biológico o industrial, a través de su detección o medición [2] .

Existen diferentes tipo de trazadores uno de ellos es el Trazador químico. Este tipo de trazadores se caracterizan porque no interactúan con los otros fluidos del reservorio y porque permanecen en el fluido de inyección. Tienen facilidad de manipulación de sus compuestos. Estos trazadores son propensos a presentar intercambio iónico y reacciones químicas con el reservorio y, algunos de ellos se presentan naturalmente en altos niveles en el reservorio [3] .

Conductividad por sales: Las sales disueltas en agua se descomponen en iones cargados positivamente y negativamente. La conductividad es la capacidad del agua para conducir una corriente eléctrica a través de los iones disueltos. La salinidad y la conductividad están relacionadas porque la cantidad de iones disueltos aumentan los valores de ambas [4] .

Agua destilada: El agua destilada es aquella sustancia compuesta por H2O sometida a un proceso de destilación en el que se eliminan las impurezas e iones del agua de origen [5] .

Tratamiento de Agua Residual:

Conjunto de procedimientos de tipo físico, químico y biológico que permiten convertir el agua contaminada en agua potable. Iinvolucrar varios pasos, dependiendo del nivel de purificación que se pretenda proporcionar al agua [6] .

Reactor químico: Son tanques en donde se producen diversas reacciones químicas, las cuales, tienen como consecuencia un cambio en la composición de los elementos que se encuentran dentro del reactor, pueden tener diferentes tipos de geometría o dimensión, dependiendo del diseño original que tengan y la función específica para la que han sido creados

RESULTADOS

En la práctica lo primero que se preparo fue una solución, se utilizó sal y 100 ml de agua destilada, para extraer 1ml de solución y este contenga 12,5 mg, donde se realizó en un vaso de 250 ml, para alcanzar la concentración relacionada en la siguiente tabla se adiciona 11.00 g de sal.

Tabla N.1 Datos utilizados en la obtención de la curva de correlación.

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La curva se realizó con concentraciones conocidas a las cuales se les midió la conductividad, esta es proporcional a la concentración de la sal, se tomaron los datos anteriores de la tabla N.1 se procedió a graficar la conductividad en función de la concentración.

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Grafica 1: Comportamiento de la conductividad con respecto a una solución salina de 2,5 gramos de NaCl.

CÁLCULOS DEL VOLUMEN DEL REACTOR

Altura Lámina de agua = 36 cm = 0.36m Diámetro del reactor = 27.5 cm = 0.275 m

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CÁLCULOS DE LA GRAFICA

La cantidad de trazador empleado fue de 11 gramos de sal (NaCl).

𝑻𝒊 = 3 𝑚𝑖𝑚

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