Desarrollo e implementación de técnicas para evaluar el tiempo de mezclado en tanques agitados con fines de enseñanza

Abstract

El mezclado es una de las operaciones unitarias más utilizadas en la industria. Entender su fundamento y los parámetros involucrados en esta operación unitaria es muy importante para lograr hacer los procesos más eficientes. Sin embargo, esta operación unitaria desde el punto de vista académico, es muy poco estudiada en los diversos planes de estudio de ingeniería de México y los conceptos están poco difundidos entre los estudiantes, además de que a nivel práctico la solución de los problemas sigue siendo de forma empírica. Por lo general, este tema no se incluye de manera explícita en los planes de estudio de licenciaturas en ingeniería aunque puede ser parte del temario de un tópico selecto en el mejor de los casos. Por tanto, esta propuesta pretende conjuntar las capacidades de un grupo multidisciplinario formado por especialistas en mezclado, en fluidos, en ingeniería química, en análisis de imágenes y en procesamiento de datos, para implementar una técnica sencilla que permita demostrar visualmente la manera en que se lleva a cabo el mezclado en un prototipo a escala y que además, le permita al usuario, cuantificar el tiempo de mezclado y asociar esta variable con otros parámetros de importancia en el mezclado tales como el número de bombeo, el número de potencia y geometría del sistema. Para lograr este objetivo se propone utilizar una reacción ácido-base y un indicador universal para cuantificar la magnitud del mezclado en el sistema, además de permitir la observación e identificación de los patrones de flujo y las regiones de estancamiento dentro de todo el volumen de tanque. Se pretende aplicar esta técnica a diferentes tipos de geometría de impulsores o agitadores: desde la tradicional turbina Rusthon, ampliamente utilizada en la industria hasta mezcladores en línea y de paletas. La propuesta va dirigida a complementar los cursos de Mecánica de Fluidos impartidos por la División de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, además de servir como base para el Curso de Mezclado que se está desarrollando el personal del mismo grupo multidisciplinario de expertos y se plantea impartir como Tópico Selecto en Termo-fluidos en la misma dependencia.