'Modeling of reactive setting for wastewater treatment' es el título del afiche que este jueves presentó Romel Pineda Frías, estudiante del Programa de Doctorado en Ciencias Aplicadas con mención en Ingeniería Matemática de la Universidad de Concepción, UdeC, en la Expoposter del concurso "Tesis en Tres Minutos" que, año a año, organiza la Dirección de Postgrado de esta casa de estudios. 

En su poster, Romel da cuenta de dos modelos de ecuaciones diferenciales parciales para problemas de sedimentación que pueden tener aplicaciones en tratamiento de aguas servidas y en la recuperación de recurso hídrico en la industria de la minería entre otros. “El reactor secuencial por lotes o SBR de este modelo ya había sido desarrollado, pero sólo como un sistema de ecuaciones ordinarias, o que sólo era de interés en un instante de tiempo”, explica el estudiante de postgrado. “Entonces, lo que nosotros hicimos fue modelar todo este proceso del SBR añadiendo una nueva dimensión que es la variable espacial, o sea teniendo en cuenta el movimiento de frontera móvil de los flujos de llenado y de extracción”.  

Estos trabajos han sido desarrollados en el contexto de la tesis de Romel, por lo que cuentan con la coautoría de los Profesores Raimund Bürger (UdeC), Stefan Diehl (Lund Universitet, Suecia) y Julio Careaga (Radboud Universiteit, Países Bajos).  

El Prof. Bürger ya había estudiado estos modelos adaptándolos a problemas con sedimentación secundaria, a los que, en este nuevo modelo, explica Romel, “se ajustó el modelo y añadimos algunas funciones para poder mejorar las simulaciones y aproximar los datos experimentales en el segundo ejemplo del poster”.  

El trabajo de este equipo científico ha generado una frutífera colaboración que se traduce en la redacción de una serie de artículos científicos ya publicados y otros en elaboración. “En el primer artículo”, detalla Romel, “desarrollamos las ecuaciones gobernantes que modelan este proceso del SBR y en el segundo artículo fue que desarrollamos el esquema numérico que satisface una propiedad de región invariante, que es una propiedad deseable, más que todo, porque nos asegura que las simulaciones que nos va a dar nuestro modelo van a ser no negativas y en el caso de los sólidos totales, va a estar acotado, lo que es muy importante, por ejemplo, en una planta de tratamiento de aguas residuales”.  

Pineda explica que, además de esa aplicación práctica, estos modelos podrían destinarse “a la recuperación de recurso hídrico en los procesos productivos de la minería” y agrega que actualmente, están avanzando en sus resultados hacia el trabajo en “un fondo poroso, distinto del modelo del SBR, ya que ya no vamos a tener una frontera móvil, sino que vamos a tener una frontera libre con una presión constante sobre los sólidos para que se filtren”.  

El poster que da cuenta de los principales resultados de esta colaboración internacional está disponible en este enlace. Los estudios de Doctorado de Romel Pineda son financiados por la Beca de Doctorado Nacional de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID-PCHA 2020-21200939).