CONGRESO XVII – Trabajo 36

ESTUDIO EXPERIMENTAL Y NUMÉRICO DE TRANSFERENCIA DE SOLUTOS DESDE EL SEDIMENTO EN UNA COLUMNA DE AGUA AGITADA POR GRILLAS

CARLOS REIHER N.1
SERGIO QUIJADA V.2
YARKO NIÑO C.3

RESUMEN

La transferencia de masa entre los sedimentos y la columna de agua en sistemas acuáticos superficiales tiene gran importancia del punto de vista del análisis de la calidad ambiental de ellos. En este trabajo se presentan y discuten resultados experimentales y de modelación matemática/numérica sobre el intercambio turbulento de masa entre los sedimentos y la columna de agua, considerando un proceso 1D en la vertical. Los experimentos se realizaron en una columna con un lecho de sedimentos. El agua dentro de esta instalación es agitada con grillas que permiten inducir distintos tipos de estructuras e intensidades turbulentas. Se saturó el lecho con un trazador consistente en una solución salina y se midió la evolución temporal de la distribución de concentración en la columna para distintas agitaciones. El modelo matemático representa los procesos de difusión molecular y turbulenta en la columna de agua, y la difusión molecular en la matriz de sedimentos, igualando flujos másicos en la interfaz. Los resultados numéricos, basados en un modelo de diferencias finitas, reproducen adecuadamente los procesos de transporte y transferencia de masa observados. Los resultados obtenidos se resumen en un modelo simple de intercambio de masa, expresado en términos de un coeficiente de intercambio. El modelo numérico predice que este coeficiente, adimensionalizado en la forma del número de Sherwood, se correlaciona linealmente con el número de Reynolds del flujo. Los resultados experimentales, con mayor dispersión, confirman este resultado en forma relativamente satisfactoria.

1 Ingeniero Civil (e), Magíster (c), Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile.
2 Ingeniero Civil, alumno del Programa de Doctorado en Fluidodinámica, Universidad de Chile, docente del Departamento de Ingeniería Civil, Universidad del Bío-Bío.
3 Profesor Asociado, Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile

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