Barrera de burbujas

Abstract

El presente proyecto consiste en el estudio y desarrollo de un método novedoso para la retención de residuos plásticos en cursos de agua. Dicho método se basa en la generación de una Barrera de Burbujas, a partir de ahora “BdB”, mediante un sistema que destaca por su simpleza. El mismo consiste en un tubo perforado sumergido a través del cual se hace pasar aire comprimido mediante un compresor. Este, que es colocado en el fondo del curso de agua, libera el aire a través de sus orificios, generando las burbujas encargadas de la retención de la basura. El documento presenta un análisis en detalle del funcionamiento de la tecnología y comparaciones con otras alternativas de uso actual. A los efectos de la descripción de la tecnología, en primer lugar se estudia el comportamiento de las burbujas, tanto como objeto aislado como en conjunto, luego se presentan resultados de ensayos realizados en el Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería Ambiental (IMFIA) de la Facultad de la República, los cuales fueron reportados en artículos científicos estando al momento de la presentación del proyecto a la espera de aprobación. El primer ensayo se realiza en un canal de vidrio con agua en reposo. Este procura caracterizar la cinemática de la burbuja. Se cuantifica la velocidad de ascenso y geometría de las mismas haciendo uso de una cámara de alta velocidad y herramientas computacionales para el posterior análisis. Adicionalmente con los datos recabados, se calcula un parámetro de interés para el tema del cual no abunda mucha información al respecto, este es el coeficiente de descarga. Este adimensionado caracteriza los orificios de salida del aire, y su conocimiento permite posteriormente hacer cálculos empíricos que ayudan al desarrollo del modelo matemático del sistema. A su vez, previo a la realización de un modelo a escala, se estudia de forma cualitativa el comportamiento de dos especies acuáticas, las carpas y Corydoras, para verificar la hipótesis de no afectación de la vida acuática por parte de la barrera. Finalizada la etapa de caracterización de la burbuja, se procede a la realización de un ensayo a pequeña escala en el Canal de Hormigón del IMFIA. Este ensayo permite un mayor acercamiento al funcionamiento del sistema como barrera de residuos sólidos. Se estudian los parámetros de mayor influencia en el funcionamiento del sistema y se evalúa el desempeño de la tecnología en términos de su eficacia como barrera de residuos. Finalmente, culminado la etapa de ensayos en laboratorio y el análisis de los principios que gobiernan el comportamiento de las burbujas, se evalúa positivamente la efectividad del sistema en la retención de residuos, por lo cual se lleva a cabo un análisis de factibilidad y viabilidad económica y geográfica para la implementación del sistema en el departamento de Montevideo, Uruguay. Para esto se realiza un dimensionamiento de equipos en base a los conocimientos generados en los ensayos previos y la correspondiente presupuestación. También se lleva a cabo un estudio geográfico de potenciales puntos de aplicación de la tecnología y se contacta a las entidades competentes. Se concluye que a pesar de la necesidad de la ciudad y del potencial de la tecnología, Montevideo no resulta un lugar óptimo para la aplicación de la misma dado que la mayoría de sus cauces de agua no se adaptan a los requerimientos específicos del sistema para su instalación. No obstante, mirando hacia el interior del país existen múltiples cursos de agua que podrían ser estudiados para una posible implementación de este sistema de captación de residuos.