Tesis Doctorado
Efecto de las condiciónes hidrodinámicas sobre la liberación de cobre en cañerías sometidas a corrosión en presencia de microorganismos
Autor
Calle-Vásquez, Gustavo René
Institución
Resumen
El cobre es un material ampliamente utilizado en el mundo en la fabricación de cañerías para la distribución de agua potable por su resistencia a las condiciones ambientales. Sin embargo, este metal es vulnerable de sufrir ataques de corrosión, provocando fallas estructurales en los sistemas de distribución y exposición de la población a concentraciones no seguras de cobre. La investigación de la corrosión de cañerías de cobre ha permitido desarrollar modelos conceptuales complejos, que incluyen diversos mecanismos físico-químicos. Sin embargo, no existe un avance importante en el desarrollo de modelos matemáticos de este fenómeno que consideren la interacción entre procesos físico-químicos a escala macroscópica y microscópica. Consecuentemente, en este trabajo se desarrolló un modelo conceptual y matemático que permite reproducir yentender los mecanismos relevantes en la liberación de cobre en cañerías de cobresometidas a ciclos de estancamiento y flujo, principalmente cuando la corrosión ocurre en presencia de biofilms. En este documento_se discute acerca de como la presencia de una microestructura porosa y reactiva en la pared interior de la cañería altera la forma de la curva de liberación de cobre durante el flujo. Se compararon curvas de liberación obtenidas experimentalmente y con el modelo matemático en cañerías con y sinpresencia de biofilms. En cañerías con biofilms, esta comparación permitió demostrar que al final de un tiempo de estancamiento de 10 horas la mayor cantidad de cobre liberado se localiza muy cerca de la pared interior. Este cobre se encuentra asociado a la superficie reactiva, la cual actúa como un reservorio del cobre lábil. Por lo tanto, losmecanismos de complexación cobre-biomasa y los hidrodinámicos son los másrelevantes en la liberación de cobre en una cañería con presencia de biofilm. En cambio, en una cañería sin presencia de biofilm los mecanismos más importantes para la liberación de cobre son el transporte de masa por difusión y los mecanismos hidrodinámicos. Nuestros resultados destacan la necesidad de seguir investigando en esta línea, que relaciona mecanismos hidrodinámicos, procesos químicos y microestructuras reactivas, para la predicción del cobre liberado al agua potable. PFCHA-Becas Doctor en Ciencias de la Ingeniería 174p. PFCHA-Becas TERMINADA