Incremento de la eficiencia estándar de aireación (SAE), de un aireador de superficie de baja velocidad

Abstract

Objetivo: Evaluar la tasa de transferencia de oxígeno disuelto (OD), en un aireador de superficie de baja velocidad (Low Speed Surface Aerator – LSSA), variando la potencia; y proponer una modificación geométrica de los impulsores, para mejorar la eficiencia de aireación estándar (Standar Aeration Efficiency - SAE). Metodología: Se modeló un LSSA a través de software CAD, y se construyeron 3 prototipos de LSSA, mediante un proceso de impresión 3D, modificando la geometría original del impulsor. Luego se realizaron ensayos a escala piloto, usando los LSSA acoplados a un motorreductor capaz de generar 210 RPM. Finalmente, se determinaron los coeficientes de transferencia de oxígeno, y la eficiencia de aireación en el agua, de los LSSA, por medio de un modelo matemático. Resultados: A partir de las proyecciones obtenidas, se estableció que la modificación geométrica propuesta, incrementa la SAE en un 20.3% y 29.8% para potencias de 1 y 2 vatios (W), respectivamente; manteniendo casi constante la tasa de transferencia estándar de oxígeno (Standar Oxygen Transfer Rate - SOTR); además, la forma geométrica y disposición de los impulsores propuesta, parece favorecer el tiempo de contacto entre la fase gaseosa (aire) y la fase liquida (agua), mejorando el tiempo de permanencia de las burbujas atrapadas, evidencia representada en los coeficientes kLa (h-1). Conclusiones: De acuerdo con los resultados, se puede inferir que estos aireadores de tipo LSSA, pueden ser optimizados con un diseño más eficiente, permitiendo reducir el consumo energético asociado a su funcionamiento, sin penalizar la transferencia de OD.