Desarrollo de un prototipo funcional de filtración de microplásticos a escala de laboratorio utilizando el mecanismo bioinspirado de separación por rebote
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2024-05
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Resumen
Al día de hoy no existe una normativa nacional que especifique las concentraciones de microplásticos permisibles en los vertimientos de aguas, por lo que muchos procesos dentro de la industria o sistemas de tratamiento de aguas residuales no cuentan con mecanismos específicos para la filtración y separación de los mismos, generando así, grandes problemas medioambientales y de salud. Como propuesta de solución, en este trabajo de grado se presenta el desarrollo de un prototipo funcional de filtración de microplásticos a escala de laboratorio, implementando el mecanismo bioinspirado conocido como separación por rebote presente en las mantarrayas, con un porcentaje de remoción del 89.73% para partículas con un tamaño superior a los 100 μm y velocidades de trabajo máximas de 0,7 m/s. Se evaluó su funcionamiento y eficiencia de filtración de forma computacional y real teniendo en cuenta sus variables críticas de velocidad de flujo, carga de microplásticos y tamaño de partícula. De esta manera, este proyecto presenta un nuevo mecanismo para eliminar rápidamente los microplásticos con una alta eficiencia y aplicabilidad en usos industriales, que es prometedora para remediar este tipo de contaminación del agua.
Descripción
Abstract
Today there is no national regulation that specifies the concentrations of microplastics permissible in water discharges, so many processes within the industry or wastewater treatment systems do not have specific mechanisms for filtration and separation of them, thus generating major environmental and health problems. As a proposed solution, this degree work presents the development of a functional prototype for microplastic filtration at laboratory scale, implementing the bio-inspired mechanism known as rebound separation present in manta rays, with a removal percentage of 88.8% for particles larger than 100 μm and maximum working speeds of 0.7 m/s. Its performance and filtration efficiency were evaluated computationally and real, taking into account its critical variables of flow velocity, microplastic load and particle size. Thus, this project presents a new mechanism to rapidly remove microplastics with high efficiency and applicability in industrial uses, which is promising for remediating this type of water pollution.
Palabras clave
Microplásticos, Filtración, Bioinspiración
Keywords
Microplastics, Filtration, Bioinspiration