Evaluación de la velocidad de sedimentación de flóculos de hierro y aluminio en drenaje ácido por medio de análisis de imagen

Abstract

El drenaje ácido es una problemática ambiental de amplio alcance, debido al impacto adverso de los contaminantes presentes, que afectan a la vida acuática del medio receptor y a las comunidades expuestas. Específicamente, el drenaje acido de mina (DAM) se considera un tema de interés debido a que su impacto se asocia a la alta actividad industrial minera, por lo que diversos tratamientos se estudian para minimizar estos impactos. Sin embargo, muchos conllevan elevados costos o tiempos de procesamiento, por lo que es necesario conocer la movilidad del drenaje para escoger la mejor opción. En este trabajo se presenta la importancia de la sedimentación, el cual corresponde al proceso que controla de forma natural el destino y transporte de contaminantes en sistemas afectados por drenaje ácido como ríos y arroyos. La caracterización del proceso se basa, principalmente, en la obtención de la velocidad de sedimentación, mediante la generación de curvas de sedimentación. El cálculo de este parámetro se ha estudiado anteriormente bajo distintos modelos matemáticos y en base a datos experimentales. Sin embargo, en ellos no se consideran todas los variables que interfieren en el sistema, ya que la velocidad depende de la concentración de sólidos, la salinidad, grado de floculación, entre otros. Además, se realizan suposiciones o se obtienen datos de forma manual, la que conlleva mayor error al momento de obtener resultados. Por ende, el objetivo general de este trabajo consiste en evaluar la velocidad de sedimentación de RILes sintéticos, preparados bajo distintas condiciones de concentración de Fe, Al y pH, utilizando un método de análisis de imágenes en MATLAB descrito por Cuong Nguyen, el cual permite automatizar el cálculo bajo un procedimiento adecuado para laboratorio. Para esto, se emplea como metodología un análisis de imágenes obtenidas de una grabación, con una cámara digital, del proceso de sedimentación, donde la columna utilizada es iluminada con una fuente de luz brillante para permitir la determinación de la línea de suspensión en función del tiempo, para luego con un ajuste de datos exponencial obtener la ecuación que define la curva de sedimentación y con su derivada, determinar la velocidad.