|
|
|
| Nombre del proyecto | Simulación de columna de adsorción de lecho empacado usando zeolita como medio adsorbente de Fe para la purificación del río Molloco |
| Resumen ejecutivo | Los altos valores de Fe en las aguas del río Molloco utilizados para la agricultura, han incentivado a la búsqueda de su purificación. Actualmente residen 14 familias en la rivera de este río dedicadas básicamente al cultivo de maíz, frejol y frutas, por lo que se requiere cumplir con las especificaciones de calidad del numeral 31.1 del artículo 31 de la Ley N° 28611, Ley General del Ambiente. Este estudio tiene como objetivo el desarrollo de un modelo matemático usando el método de los elementos finitos (MEF), para modelar el comportamiento de una columna de lecho empacado de adsorción. Con lo cual se propone la reducción de Fe libre, según norma, hasta 0.3 mg/L; para ello dicha columna a base de zeolita (medio adsorbente) realizará la adsorción de Fe para el pre-tratamiento del agua. Los resultados obtenidos de las simulaciones serán comparados con los resultados experimentales (bajo nuevos parámetros de operación), para su validación en un tiempo estimado de 18 meses. |
| Objetivo del proyecto | Desarrollar un modelo matemático capaz de describir el comportamiento de una columna de adsorción de lecho empacado para la purificación de agua. |
| Código del proyecto | |
| Fecha de inicio | 2024-01-09 |
| Duración | 30 |
| Nombre del esquema financiero | Tesis para optar el Título Profesional - UNSA |
| Monitor | Luzmila De Los Angeles Prado Ascencio |
| Entidades participantes | Monto (S/) | Total (S/) | Porcentaje | ||
| Monetario | No monetario | Monetario | No monetario | ||
| Universidad Nacional de San Agustin (UNSA) | 10000.00 | 0.00 | 10000.00 | 100.00% | 0.00% |
| ARASELI DEL ROSARIO PACCO YAURI | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00% | 0.00% |
| Palabras clave | Agua, Fe, zeolita, adsorción, purificación, elementos finitos, ecuaciones diferenciales. |
| Justificación del proyecto | En el Perú la actividad agrícola es una de las más importantes (Censos Nacionales, 2007); por lo tanto, tiene gran influencia en la economía nacional, asimismo la agricultura en la región Arequipa tiene una repercusión considerable debido al aporte al PBI y a la generación de empleo (Gobierno Regional, 2008). En la provincia de Caylloma, ubicado en el departamento de Arequipa, es la agricultura una de las actividades económicas que realizan. El anexo Llatica es una de las localidades del distrito de Tapay, provincia de Caylloma que se encuentra ubicada en la ribera del río Molloco, su población está conformada por unas 14 familias dedicadas básicamente a la agricultura. Siembran desde el mes de setiembre y cosechan en mayo productos como maíz, frejoles y frutas (manzana, durazno, tuna, pacay, palta y membrillo). El río Molloco es afluente principal del río Camaná, su microcuenca tiene una extensión superficial total de 50.11 km2; siendo sus principales afluentes principales las quebradas Ticlla, Tambomayo y Sahualque. Este río presenta valores altos de Fe, Mn y Cd. Para el desarrollo de actividad agrícola se requiere contabilizar los niveles de concentración del Fe con el objeto de promover calidad y rendimiento en las cosechas. Los iones disueltos como el Fe, presentes en ríos, y que generan alta toxicidad para los ecosistemas y la salud humana (Ltaief, Siffert, Fourmentin, & Benzina, 2015) en concentraciones considerables, son persistentes y no son termodegradables ni biodegradables; por lo tanto, tienden a acumularse fácilmente hasta niveles tóxicos (Chung, Song, Park, & Cho, 2011). Esta acumulación se presenta en los seres vivos y en la capa orgánica del suelo, contaminando aguas subterráneas y superficiales, e incluso pueden causar contaminación en el aire (Shavandi, Haddadian, Ismail, Abdullah, & Abidin, 2012). El agua potable también es susceptible a ser contaminado por metales pesados, ya sea por un mal tratamiento o una lixiviación de los metales a partir del sistema de distribución de agua, e incluso los alimentos pertenecientes a cultivos que han sido regados con agua residuales pueden presentar trazas de metales y contaminación con compuestos orgánicos o inorgánicos (Qureshi, Hussain, Ismail, & Khan, 2016). Varias técnicas, como precipitación química, intercambio iónico, filtración, tratamientos electroquímicos, tecnología de membranas, ósmosis inversa, extracción con disolvente, evaporación y coagulación-floculación, entre otros, son los métodos comúnmente utilizados para el tratamiento del agua (El-Nemr, Khaled, Abdelwahab, & El-Sikaily, 2008). Gran parte de estos procesos son costosos y presentan problemas para la posterior disposición de residuos, lo que dificulta su aplicación a gran escala (Ahmaruzzaman, 2011). |
| Hipótesis del proyecto | - Es posible purificar el agua en una o varias columnas de adsorción a base de zeolita para alcanzar un contenido máximo de 0.3 mg/L de Fe libre a fin de cumplir con las especificaciones de calidad del numeral 31.1 del artículo 31 de la Ley N° 28611, Ley General del Ambiente. - Es posible determinar el tiempo de saturación de cada columna de adsorción usando un modelo matemático que describa el comportamiento de la distribución de las moléculas del Fe en la columna de adsorción. |
| Resultados esperados del proyecto | - Cumplir con la cantidad máxima de 0.3 mg/L de Fe libre según las especificaciones de calidad del numeral 31.1 del artículo 31 de la Ley N° 28611, Ley General del Ambiente. - Validar un modelo matemático. - Por simulación con el NeoPZ describir la distribución del Fe en la columna de adsorción de lecho empacado. |
| Impactos esperados | Se realiza la simulación con el modelo matemático validado, donde se experimenta el comportamiento de la columna de adsorción a nivel de laboratorio, usando el método de los elementos finitos. Se usa un software de código abierto; que permitirá observar la distribución de Fe en la columna de adsorción de lecho empacado. En la mayoría de investigaciones se suele utilizar modelos factoriales y un Sistema batch, mientras que en nuestro caso se utiliza el método de elementos finitos y un Sistema continuo, haciendo uso de ecuaciones diferenciales que describen su comportamiento, más apegado a la realidad. Medioambientalmente es un Proyecto para una posterior mitigación de contaminantes de un río. |
| Equipo técnico | Miguel Ángel Cárdenas Málaga; Araseli Del Rosario Pacco Yauri |