Caracterización cinética e hidrodinámica del fluido en un floculador hidráulico tipo Alabama localizado en la Ptap “El Arroyo” en Santander de Quilichao, Cauc

Abstract

Se caracterizó la energía cinética y la hidrodinámica del fluido en un floculador hidráulico tipo Alabama de la PTAP EL Arroyo del municipio de Santander de Quilichao – Cauca. Para ello, se realizó la evaluación experimental mediante tres ensayos de trazadores complementándolos con la simulación a través de un modelo CFD en tres dimensiones (CFD-3D). Se utilizó un enfoque Euleriano junto con un modelo de turbulencia “Viscous – estándar k-ε” para caracterizar el fluido, el modelo se implementó usando el software Ansys Inc. Fluent® (V.16.1) en una estación de trabajo Dell Precision TX3500. La geometría correspondió a un modelo CAD con las dimensiones reales del floculador y se desarrolló usando el programa Ansys Design Modeller®. La malla para las simulaciones fue discretizada con 20795 elementos hexaédricos usando Ansys Inc® meshing software (V.16.0).  Los resultados mostraron que el floculador opera en condiciones que afectan su desempeño desde el punto de vista hidrodinámico y cinético del fluido, que funciona como un reactor no ideal presentando un flujo mezclado con tendencia a flujo pistón, además, la existencia de cortos circuitos y zonas muertas que disminuyen su eficiencia y deterioran la calidad de los flocs. Los resultados de la simulación se proponen como complementarios al clásico ensayo de trazadores y a la evaluación de este tipo de unidades propuesta en el RAS 2010. Esto, gracias a que las simulaciones computacionales mostraron en detalle las causas y las zonas del floculador donde se presentaban las fallas hidráulicas adversas al buen funcionamiento de este. En conclusión, con la ayuda del modelo se propusieron acciones de mejoramiento como el cierre de las ventanas de limpieza durante la operación del floculador, evitar cambios bruscos en los caudales de operación y la instalación de codos de dirección del flujo en los compartimentos del mismo.