Un novedoso estudio de dinámica de fluidos de los flujos gas-líquido en biofiltros percoladores mediante simulaciones CFD y técnicas de imagen digital

Grandes cantidades de compuestos orgánicos volátiles son emitidos a la atmósfera por fuentes naturales y antropogénicas. La biofiltración de lecho escurrido es una tecnología prometedora para controlar estos contaminantes. Aunque se han desarrollado varios modelos numéricos para predecir la transferencia de masa en el tratamiento de contaminantes gaseosos, las teorías actuales no consideran las variaciones internas en las velocidades del fluido y las propiedades físicas del lecho. Para resolver esto, es crucial una descripción detallada de los medios porosos, la dinámica de fluidos multifásicos y la película de biomasa. En su tesis doctoral, Felipe Carreño desarrolló e implementó un modelo tridimensional de dinámica de fluidos computacional acoplado con tomografía computarizada, utilizando un agente de contraste para evaluar la formación local de biopelícula en un reactor real. El reactor fue operado para el tratamiento de tolueno utilizando Pseudomonas Putida F1 y se añadió un agente de contraste tras alcanzar el estado estacionario, lo que permitió obtener que el área superficial disponible para la biodegradación fue de un 0,366 m². La validación del modelo numérico se realizó a través de la distribución del tiempo de residencia de la fase gaseosa y mediante el coeficiente volumétrico de transferencia de masa. Los resultados confirmaron la validez del modelo DFC-TC, con una diferencia relativa del 4,17% para la DTR media y del 32,5% para la varianza normalizada en comparación con los datos experimentales. Este trabajo demostró el potencial de una novedosa metodología capaz de eficientar el diseño de biofiltros.