Abstract

En la industria minera se hace cada vez más necesario utilizar aguas de procedencias no tradicionales, tales como efluentes mineros o agua de mar en forma directa o desalinizada. En caso de la desalinización por osmosis inversa, el agua de mar se debe pretratar para eliminar, por ejemplo, algas como las que florecen en eventos de “marea roja” o similares, así como otras impurezas. Uno de los procesos de gran efectividad y eficiencia para la remoción de partículas de baja velocidad de sedimentación es la flotación por aire disuelto (DAF). DAF utiliza agua saturada de aire a alta presión para generar microburbujas, las que se crean cuando el agua se libera en un tanque de flotación que se mantiene a presión atmosférica. Estas microburbujas capturan las partículas contaminantes en su viaje de ascenso, y una vez en la superficie de la celda, ellas son retiradas por desnatado. DAF tiene la ventaja de eliminar sustancias orgánicas disueltas (susceptibles de ser aglomeradas), suspendidas y aceites, que no pueden ser eliminadas por filtración con arena. Además, puede tratar aguas con turbidez mineral de hasta 50 NTU y turbidez no mineral de hasta 200 NTU. Varios estudios han determinado que la eliminación de más del 99% de las floraciones de algas nocivas se puede lograr aplicando DAF al agua de mar. Una herramienta que permite comprender lo que ocurre en el seno de la DAF, donde el proceso tiene características multifásicas, es la dinámica de fluidos computacional (CFD), la cual, basándose en los principios básicos de conservación de la masa, el impulso y la energía, permite examinar y comparar el rendimiento de equipos bajo diferentes condiciones de operación o diferentes diseños. En el caso de DAF, una de las consideraciones importantes del modelamiento es la descripción apropiada de las interacciones entre impurezas, burbujas y agua. En este subproyecto, se construyó un sistema DAF para realizar experimentos usando agua de mar tanto con impurezas minerales como con impurezas biológicas (microalgas Tretaselmis sp.). Los experimentos fueron planeados de acuerdo con el diseño de Box-Behnken, el cual es más eficiente y económico que un diseño factorial a tres niveles completo. A los datos experimentales se les ajustó un modelo de superficie de respuesta de segundo grado (modelo empírico). El modelo empírico se utilizó para mejorar las condiciones de funcionamiento del sistema.