Influencia del tipo de sección transversal en la hidrodinámica de los colectores solares de los fotobiorreactores tubulares

Abstract

Diversos estudios en los cultivos de microalgas muestran la relación de la eficiencia fotosintética con la agitación; esta incidencia fue evaluada en colectores solares para fotobiorreactores tubulares que poseen diversas geometrías en el perfil transversal –circular, octagonal, hexagonal y cuadrado. En este trabajo se realizó un estudio computacional de un cultivo de microalgas (flujo monofásico) para cada uno de estos colectores solares con un diámetro hidráulico de 2in, 100in de longitud y seis diferentes velocidades de entrada del cultivo al colector (de 0,25 a 0,5m/s), para establecer la influencia de los perfiles en el comportamiento del fluido. Se evaluaron los parámetros de velocidad, caída de presión, flujo secundario y esfuerzo cortante; estableciendo que el colector con perfil hexagonal proporciona la mejor agitación debido a la irregularidad geométrica, aunque se deben utilizar velocidades de entrada del cultivo menores a 0.3m/s para garantizar un modelo de crecimiento de las microalgas continuo, de acuerdo con la tendencia de la bibliografía. Bajo este régimen de operación se encontró que los valores de esfuerzos cortantes no causan daños en la pared celular de las microalgas haciendo viable su implementación en plantas piloto.

Keywords

• Agitación
• Biomasa microalgal
• Cultivos microalgales
• Dinámica de fluidos computacional (CFD)
• Esfuerzos cortantes
• Fotobiorreactor tubular (TFBR)