El objetivo general del proyecto propuesto es el desarrollo de una tecnología de desinfección de guas de riegokkk usando fotocatalizadores activados por la luz solar inmovilizados en revestimientos.
Evaluar la capacidad de remoción de contaminantes microbiológicos usando TiO2 inmovilizado en mortero de hormigón.; Evaluar y monitorear variables ambientales en un prototipo en condiciones de terreno.; Desarrollar una metodología de diseno.
* Técnicas de inmovilización de Ti 02 en cemento * Prototipo nde tecnología de desinfección de aguas de riego * 1 Modelo de simulación 2 Metodología de diseño Objetivo N°1: Evaluar la capacidad de remoción de contaminantes microbiológicos usando TiO2 inmovilizado en mortero de hormigón. Se realizó la recopilación de todo el material bibliográfico disponible, del cual gran parte está basado en ensayos a escala de laboratorio y una reducida cantidad en pruebas de terreno realizando aplicaciones a escala industrial. En ninguno de estos estudios se evaluó la desinfección de agua, mediante la utilización del TiO2 inmovilizado en cemento, lo cual complicó la posibilidad de recopilar información para fortalecer la teoría propuesta. La información de calidad de agua de riego disponible en los distintos organismos públicos como instituciones, fue insuficientes para poder realizar el análisis de Cluster en una primera instancia, con la cual, se pretendía definir el dominio y espacio solución. Debido a esto, se planteó la posibilidad de realizar este análisis una vez realizadas las campañas de monitoreo de los cursos de agua que podían ser utilizados en la construcción del canal prototipo. Durante la recolección de antecedentes en los dos primeros años, se pudo disponer de la información necesaria para la definición de dominio y espacio solución. Para la realización del proceso de inmovilización, se aplicaron cuatro técnicas. Estas técnicas involucran productos como impermeabilizante (Cave), Bekron y cemento con aplicaciones en forma de lechada y en la mezcla para la confección de las losetas utilizadas para las evaluaciones. Finalizada la construcción del reactor de pruebas, se procedio a realizar las pruebas con los distintos tratamientos y métodos de fijación, ejecutandoce el 100% de las pruebas. En los distintos ensayos de laboratorio, se utilizaron diversas concentraciones iniciales de bacterias en suspensión, registrándose mayores eficiencias de abatimiento para concentraciones iniciales más altas (Figura 17b). La relación entre eficiencia de abatimiento y concentraciones de bacterias, se le atribuye a un comportamiento probabilístico. En efecto, al exisistir un mayor número de bacterias en el volumen de agua a tratar, existe mayor probabilidad que alguna de éstas entre en contacto con la superficie de las loseta en la cual se produce la reacción fotocatalítica, y a medida que la concentración disminuye, también disminuye la probabilidad de contacto de la bacteria con el catalizador. Un ejemplo de la diferencia de eficiencia según la concentración inicial de bacterias, se presenta en la Figura 1b. La diferencia de las eficiencias de abatimiento entre las dos pruebas es evidente, esto quiere decir, que a medida que la concentración de bacterias del agua sea menor, mayor deberían ser los niveles de turbulencia que se deberían generar en la sección del canal por donde se conduzca el agua, aumentando de esta manera la probabilidad de contacto entre las bacterias con la superficie del catalizador. El escalamiento de las pruebas, es un factor muy importante al momento del diseño del canal prototipo y del canal final. Es por ello que los resultados y observaciones antes mencionadas, son de gran relevancia para los distintos factores de diseño. Objetivo N°2: Evaluar y monitorear variables ambientales en un prototipo replicable en condiciones de terreno. Mediante la revisión bibliográfica y de la experiencia en construcción por parte de los investigadores del proyecto, se definió que el proceso de construcción factible de ser aplicado en el canal prototipo, debía ser mediante la utilización de productos vibrados (losetas, placas). Esta técnica de construcción, no ha sido utilizada anteriormente en la fabricación de canales revestidos, pero dado su costo y fácil utilización es que se definió como la más apta. Para la construcción de las cámaras de mezcla, descarga y de carga hidráulica, se definió que su construcción se realizaría con albañilería y estucada con la adición de productos impermeabilizantes (Sika 1), a su vez, se aplicaría dos capas de pintura para piscina color gris, para el acabado de las cámaras. Del análisis ambiental, se puede concluir que la aplicación de esta tecnología, generaría un impacto significativo a escala intrapedial, dado que la intervención a las aguas de uso agricola, se realizaría en el punto de entrada a cada predio. Esto se justifica por aspectos de eficiencia económica y por tratarse de una tecnología que pude ser aplicada a pequeños y medianos flujos de agua. Considerando este nivel de intervención, se realiza una significativa contribución al medioambiente, a medida que se implementan sistemas de tratamiento a la entrada y salida de cada predio, permitiendo asegurar la calidad de las aguas y previniendo su contaminación mediante manejos que se enmarquen en las Buenas Practicas Agrícolas (BPA~s). En lo referente a los efectos que pudiese generar el catalizador que fuese removido de la matriz de cemento por efectos abrasivos, se debe destacar que el TiO2 no produce impacto negativo en el medio ambiente, dada su inocuidad. Objetivo N°3: Desarrollar una metodología de diseño. A partir de los resultados de las pruebas de trazadores, fue posible observar el comportamiento de un trazador conservativo en el canal de prueba. Las curvas de concentración respecto a la distancia mostraron que el procesos de transporte dentro del canal puede ser modelado mediante la ecuación Advección-Difusión-Reacción (ADR). Esta ecuación relaciona el cambio espacio-temporal de la concentración de una sustancia con los procesos advectivos asociados al campo de velocidades en el flujo, los procesos difusivo-dispersivos debido al campo de concentraciones de la sustancia y las reacciones de la sustancia. A partir de este modelo matemático, es posible predecir la concentración de una sustancia en un punto a lo largo del canal para diferentes tiempos. Los resultados mostraron a su vez que el proceso puede ser descrito mediante una ecuación unidimensional (1D), lo que simplifica el proceso de solución.