Análisis del efecto de los parámetros característicos de las microburbujas mediante visión artificial en el tratamiento de aguas residuales domésticas

Abstract

La UNESCO indica que el déficit de agua a nivel mundial se incrementará en un 40% para el año 2030, como consecuencia de la generación de aguas residuales por parte de diferentes sectores como la industria, la agricultura y el sector doméstico/municipal. En general, diversos estudios muestran que las aguas residuales domésticas se componen principalmente de micropartículas y aceites & grasas, es decir se consideran estos los agentes que generan mayor contaminación, afectando el medio ambiente, el sistema de alcantarillado y el funcionamiento de las plantas de tratamiento de aguas residuales. Por lo anterior, se han desarrollado estudios relacionados con la implementación de distintas técnicas que permitan reducir las concentraciones de estos agentes contaminantes. Los sistemas DAF, convencionalmente se basan en la tecnología de microburbujas para la limpieza de aguas residuales especialmente las producidas en la industria, sector en el cual se han obtenido resultados positivos en la remoción de diversos agentes contaminantes; por tal motivo, la aplicación de microburbujas es una técnica sólida y de gran potencial en la limpieza de aguas residuales domésticas. Partiendo de lo anterior, el objetivo principal de este trabajo consiste en determinar mediante un sistema de visión artificial, la relación entre los parámetros característicos de las microburbujas y la eficiencia en la remoción de aceites y grasas de aguas residuales domésticas utilizando un sistema DAF. Las microburbujas son generadas por cavitación hidrodinámica utilizando un tubo Venturi. Por otra parte, la medición de sus parámetros característicos (diámetros y velocidad de ascenso) se lleva a cabo utilizando un sistema de visión artificial el cual consiste en un celular Huawei P30 ELE-L04 para la adquisición de imágenes y se implementó un algoritmo diseñado en la plataforma Matlab para medir dichos parámetros. Por otra parte, se miden los parámetros fisicoquímicos del agua como turbidez, color, pH, conductividad, oxígeno disuelto y sólidos suspendidos totales, tanto del agua residual como del agua tratada. El desarrollo de este trabajo parte de la revisión de literatura y del estado de la tecnología, compuesta por tres etapas: 1. Definición de las preguntas de indagación, Definición de las cadenas de búsqueda y búsqueda en las bases de datos; 2. Aplicación de criterios de inclusión/exclusión y selección de artículos y patentes; 3. Extracción de los datos. Con base en los resultados obtenidos, en la limpieza de aguas residuales domésticas sintéticas mediante DAF, la incidencia significativa entre los parámetros característicos de las microburbujas y la eficiencia en la remoción de aceites & grasas se encuentran en un 89.22% a 34 psi y 0.1L/min de inyección de aire; SST 91,6 % a 36 psi y 0.1L/min de inyección de aire.