Los investigadores descubren una nueva técnica de control del agua
Un nuevo método controla simultáneamente los grumos y la intensidad de la mezcla en un solo paso
El agua es un recurso vital, y el agua limpia, una necesidad. Investigadores de la Universidad A&M de Texas han desarrollado una nueva técnica para controlar en tiempo real uno de los procesos clave de la depuración del agua.
Los investigadores utilizaron un láser verde en un tarro lleno de agua para mostrar cómo se mueve el agua y cómo se aglutinan los contaminantes.
Dr. Kuang-An Chang, Texas A&M Engineering
El agua bruta contiene patógenos microscópicos que son demasiado pequeños para eliminarlos fácilmente durante el tratamiento del agua y las aguas residuales. Se añaden productos químicos para formar grandes aglomeraciones llamadas flóculos, que se filtran fácilmente. La floculación es el proceso utilizado en el tratamiento del agua para eliminar las partículas en suspensión del agua.
"Es necesario añadir productos químicos coagulantes para purificar el agua potable y eliminar la turbidez (enturbiamiento) y los microbios que son demasiado pequeños para ser visibles a simple vista", explica el Dr. Kuang-An Chang, profesor del Departamento Zachry de Ingeniería Civil y Medioambiental de la Texas A&M. Pero es crucial mezclar adecuadamente los productos químicos.
Pero es crucial mezclar bien el agua y los productos químicos para que los patógenos se aglutinen correctamente. Si la mezcla es escasa, no se formarán aglomeraciones. Si la mezcla es demasiado intensa, se formarán aglomeraciones, pero se disgregarán rápidamente.
El nuevo método controla simultáneamente el tamaño y la forma de los grumos y la intensidad de la mezcla en un solo paso y en tiempo real, lo que permite realizar mediciones más precisas. El valor de la investigación radica en que la mezcla es uno de los procesos que más energía consume durante la depuración del agua y las aguas residuales.
Los resultados de este estudio se han publicado recientemente en la revista ACS ES&T Engineering y aparecen en la portada de su número de febrero.
"Hemos desarrollado una técnica totalmente nueva para supervisar la mezcla de forma no intrusiva, de modo que podamos controlarla con precisión, cuantificar las heterogeneidades dentro del reactor y optimizarlo potencialmente para crear flóculos con las características deseadas, minimizando al mismo tiempo el consumo de energía", explica.
Esta técnica, pionera en su género, puede utilizarse para mejorar la floculación, es decir, para eliminar con éxito los contaminantes mediante el crecimiento de aglomeraciones lo suficientemente grandes, minimizando al mismo tiempo el consumo de energía.
"Todas las investigaciones anteriores lo hacían en dos pasos", explica Chang. "En el enfoque antiguo, primero se añadían partículas artificiales de características conocidas para controlar la mezcla. A continuación, se realizaba un segundo experimento con una configuración "idéntica" y se controlaban las aglomeraciones reales.
"Esencialmente, redujimos a la mitad la carga de trabajo y mejoramos la precisión, porque siempre hay diferencias estadísticas cada vez que se hacen dos experimentos".
Este proyecto interdisciplinar fue una colaboración entre Chang, que se centra en la dinámica de fluidos, y el Dr. Shankar Chellam, catedrático de ingeniería civil y medioambiental y A.P. and Florence Wiley Professor III, que se centra en el tratamiento del agua y las aguas residuales.
Tres estudiantes de posgrado realizaron el trabajo experimental y el análisis numérico asociado: Kaleisha Miller, Kyungho Kim y Wei-Liang Chuang, que ahora es profesor adjunto en la Universidad Nacional Sun Yat-sen de Taiwán.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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