Se requiere una purificación extensa para producir agua potable confiable y sabrosa. La purificación consta de una serie de procesos, y el ablandamiento del agua es un paso importante en el tratamiento del agua. En la actualidad, la mayoría de los procesos de ablandamiento de agua utilizan un tipo específico de reactor de ablandamiento, conocidos como reactores de lecho fluidizado líquido-sólido (LSF). Se estima que con este enfoque se ablandan millones de metros cúbicos de agua al año.

El estudio reciente, publicado en la revista Ciencias de la Ingeniería Química:X , utilizó simulaciones informáticas de última generación, así como datos experimentales, para examinar la dinámica de fluidos dentro de estos reactores de ablandamiento.

Tradicionalmente, Se ha pensado que estos reactores muestran un comportamiento homogéneo, donde los granos dentro del reactor se dispersan uniformemente por todo el fluido sin huecos observables.

Sin embargo, el equipo de investigación, que incluía investigadores de la Universidad de Eindhoven, Universidad de Delft, Reina María, Universidad de Ciencias Aplicadas de Utrecht y empresa del ciclo del agua Waternet, encontró que estos lechos granulares de reactores de ablandamiento, en cambio, tenían una estructura heterogénea con vacíos e inestabilidades locales.

Se espera que estos hallazgos permitan optimizar y mejorar los procesos actuales de ablandamiento del agua potable, ya que la heterogeneidad observada afecta la cristalización y las reacciones químicas asociadas con el proceso de ablandamiento de formas inesperadas. Sucesivamente, esto podría conducir a la producción de agua potable descalcificada de alta calidad a un costo menor, y con CO reducido ₂ emisiones.

Proporcionar a los estudiantes experiencia en investigación

Dos estudiantes de ingeniería química de Queen Mary, Jamila Rahman y Phoebe Berhanu, son coautores del artículo y participaron en la realización de los experimentos, como parte de su año de colocación industrial en Waternet Amsterdam el año pasado.

El Dr. Edo Boek agregó:"Es emocionante ver que dentro de la primera cohorte de nuestro nuevo programa de Ingeniería Química hemos podido brindar a nuestros estudiantes la oportunidad de convertirse en coautores de un estudio publicado revisado por pares, además de proporcionarles una experiencia industrial vital ".

Hablamos con Jamila y Phoebe sobre su experiencia de colocación industrial en Waternet y cómo se siente al contribuir a un trabajo de investigación publicado.

¿Cómo se involucró en la investigación?

"Anteriormente conocíamos el proyecto debido a nuestro módulo de aprendizaje basado en problemas como parte del curso. Sin embargo, fue el entusiasmo de Onno Kramer (Waternet y TU Delft) con respecto a la brecha en esta ciencia lo que realmente nos atrajo hacia ella. Comenzamos con discusiones sobre métodos de cuantificación y el alcance de esta idea finalmente condujo a este artículo publicado ".

¿Podría contarnos un poco más sobre su emplazamiento industrial?

"La ubicación industrial comenzó con familiarizarnos con las columnas de fluidización en la Universidad de Utrecht, pasamos este tiempo trabajando con otros pasantes, probar el flujo y el comportamiento de las partículas de múltiples tipos de partículas, observando cualquier diferencia en los patrones de vacío visibles. Esto naturalmente progresó en el desarrollo de nuestros propios proyectos personales para Waternet, mientras también trabajaba con Onno en su Ph.D. teoría. Planeaba demostrar que los sistemas de fluidización líquido-sólido solían ser heterogéneos, no homogéneos, como se indica en muchos artículos de la literatura. Onno fue un supervisor flexible y comprensivo que nos permitió desarrollar nuestras habilidades de aprendizaje independiente, dándonos la libertad de hacer preguntas y recibir las respuestas cuando sea posible, incluso cuando no estaba relacionado con la tarea ".

¿Qué habilidades crees que te ayudó a desarrollar este proyecto?

"Hemos desarrollado habilidades profesionales de comunicación y resolución de conflictos. También hemos aprendido a trabajar de forma independiente, ya que no nos darían instrucciones directas y era nuestra responsabilidad definir y guiar nuestros proyectos. Por lo tanto, hemos aprendido a responsabilizarnos por nosotros mismos y tomar acciones proactivas ".

Phoebe:"Trabajé en la filtración rápida de arena (RSF) y el funcionamiento de las partículas en Waternet y el Reino Unido. Creo que durante este tiempo desarrollé mis habilidades de investigación independiente, y mi comprensión de cómo resumir grandes cantidades de texto y su importancia ".

Jamila:"Me concentré en el uso de ImageJ (un software utilizado para procesar y analizar imágenes científicas) y su importancia para comprender el tamaño de las partículas y su implicación con su comportamiento de fluidización. Las principales habilidades que aprendí fueron el análisis detallado y la resolución de problemas".

¿Qué impacto cree que tendrá esta investigación?

"Esta investigación muestra explícitamente que la mezcla heterogénea es el caso habitual, no homogéneo. Esto se abrirá a cálculos más productivos para la cantidad y procesos personalizados para uso industrial, lo que significa que será rentable y generará menos desperdicio potencial. Para nosotros, esta investigación realmente ha demostrado, a nosotros mismos sobre todo que si nos aplicamos, podemos lograr, si abrimos nuestras mentes a nuevas oportunidades, podemos ser guiados hacia nuevas aventuras ".

¿Qué es lo que más disfrutó de su ubicación?

"Disfrutamos de la cultura de trabajar en una gran empresa, de conocer gente interesante con años de experiencia en el campo detrás de ellos, de tener la flexibilidad de ser creativos e innovadores. Cuando fuimos al extranjero para este puesto, ¡Viajar por Europa y explorar los Países Bajos también fue lo más destacado! "

¿Cómo cree que su ubicación le ayudará en su carrera / estudios posteriores?

"Hasta ahora, este puesto se ha convertido en un tema de conversación interesante en casi todas nuestras entrevistas. El hecho de que fuimos al extranjero para nuestro puesto realmente nos distingue de otros candidatos. También indica nuestra capacidad para trabajar con éxito en un entorno industrial y profesional. También, hemos experimentado dos estilos de gestión durante nuestro tiempo en Waternet, tanto diferentes como únicos, lo que con suerte nos preparará para convertirnos en gerentes o supervisores nosotros mismos en el futuro ".