<ul><li>Maestría en Ciencias en Ingeniería Bioquímica </li></ul><ul><li>“ Modelos matemáticos para predecir las eficiencia...
¿Qué es un humedal?
<ul><li>Humedal </li></ul>Flujo Nivel de Agua Vegetación Vertical Horizontal Superficie Libre Subsuperficiales Flotante Em...
Delimitación del área de estudio HUMEDAL ARTIFICIAL HIDRÁULICA Forma, pendiente, vegetación y sustrato. TÉRMICA Balances d...
Modelos matemáticos  reportados <ul><li>Reed (1991):  Propone la ecuación básica de los reactores flujo pistón </li></ul><...
Modelos matemáticos reportados <ul><li>Francia (2000):   </li></ul><ul><li>Ecuación de los reactores flujo pistón. </li></...
Objetivo General <ul><li>Modeliza r matemáticamente las cinéticas de degradación de aguas residuales en humedales artifici...
Objetivos Específicos <ul><li>Caracterizar algunos parámetros fisicoquímicos de un humedal artificial, mediante cinéticas ...
a) Construcción de los humedales 7 cm. de arena 17.5 cm. de Grava o Piedra Pómez ½ in 7 cm. de lodo Vegetación Alimentació...
Operación del sistema A H 1 H 4 H 2 H 3 B 1 B 2
Diseño Experimental 0.8% Typha Grava 4 1% Typha Piedra Pómez 3 0.8% Algodón Piedra Pómez 2 1% Algodón Grava 1 Pendiente Pl...
Condiciones iniciales <ul><li>pH </li></ul><ul><li>Temperatura </li></ul>
Cinéticas de remoción <ul><li>Grava </li></ul><ul><li>Piedra pómez </li></ul>
<ul><li>Algodón </li></ul><ul><li>Typha </li></ul>
<ul><li>1% </li></ul><ul><li>0.8% </li></ul>
ANOVA para la DQO 0.1136 2.60 PENDIENTE 0.9927 0.00 MEDIO DE SOPORTE 0.0468 4.18 PLANTA 0.0000 80.62 TIEMPO F<P F calculad...
Modelos matemáticos DQO =  405.985 – 3.95326t – 6.08938 P – 0.0275 S + 4806.87 w   EXPERIMENTAL TEORICO Análisis de Regres...
Modelos matemáticos Modelo Regres. Pol. 4 Propuesto 3 Flujo Piston 2 Regresion 1 Origen Núm. de Modelo
a) Coeficientes de regresión por cada humedal 95.75% 92.32% 95.56% 93.40% 4 93.67% 96.45% 96.53% 96.42% 3 86.24% 92.44% 96...
b) Para los cuatro humedales 92.5223 4 94.1268 3 90.62 2 86.6036 1 R 2 Modelo
Conclusiones. <ul><li>Todos los modelos probados son adecuados para predecir la DQO  en el efluente de los humedales artif...
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  1. 1. <ul><li>Maestría en Ciencias en Ingeniería Bioquímica </li></ul><ul><li>“ Modelos matemáticos para predecir las eficiencias de remoción de materia orgánica en humedales artificiales” </li></ul><ul><li>Fátima del Rosario Jiménez Sánchez </li></ul><ul><li>Asesor: </li></ul><ul><ul><li>M. C. Samuel Enciso Sáenz </li></ul></ul>
  2. 2. ¿Qué es un humedal?
  3. 3. <ul><li>Humedal </li></ul>Flujo Nivel de Agua Vegetación Vertical Horizontal Superficie Libre Subsuperficiales Flotante Emergente Sumergente
  4. 4. Delimitación del área de estudio HUMEDAL ARTIFICIAL HIDRÁULICA Forma, pendiente, vegetación y sustrato. TÉRMICA Balances de calor y pérdidas por evotranspiración CINÉTICA Caracterización y modelación matemática
  5. 5. Modelos matemáticos reportados <ul><li>Reed (1991): Propone la ecuación básica de los reactores flujo pistón </li></ul><ul><li>Kt: Constante de reacción de primer orden dependiente de la temperatura y del contaminante que se quiere eliminar. </li></ul>
  6. 6. Modelos matemáticos reportados <ul><li>Francia (2000): </li></ul><ul><li>Ecuación de los reactores flujo pistón. </li></ul><ul><li>Considera la misma ecuación, considerando además las características hidráulicas del sistema. </li></ul><ul><li>Utilizando los modelos anteriores. </li></ul>
  7. 7. Objetivo General <ul><li>Modeliza r matemáticamente las cinéticas de degradación de aguas residuales en humedales artificiales de flujo subsuperficial a nivel laboratorio. </li></ul>
  8. 8. Objetivos Específicos <ul><li>Caracterizar algunos parámetros fisicoquímicos de un humedal artificial, mediante cinéticas de degradación de un agua residual sintética. </li></ul><ul><li>Modelizar matemáticamente los humedales artificiales utilizando modelos empíricos . </li></ul>
  9. 9. a) Construcción de los humedales 7 cm. de arena 17.5 cm. de Grava o Piedra Pómez ½ in 7 cm. de lodo Vegetación Alimentación de agua residual Efluente
  10. 10. Operación del sistema A H 1 H 4 H 2 H 3 B 1 B 2
  11. 11. Diseño Experimental 0.8% Typha Grava 4 1% Typha Piedra Pómez 3 0.8% Algodón Piedra Pómez 2 1% Algodón Grava 1 Pendiente Planta Medio de soporte Humedal
  12. 12. Condiciones iniciales <ul><li>pH </li></ul><ul><li>Temperatura </li></ul>
  13. 13. Cinéticas de remoción <ul><li>Grava </li></ul><ul><li>Piedra pómez </li></ul>
  14. 14. <ul><li>Algodón </li></ul><ul><li>Typha </li></ul>
  15. 15. <ul><li>1% </li></ul><ul><li>0.8% </li></ul>
  16. 16. ANOVA para la DQO 0.1136 2.60 PENDIENTE 0.9927 0.00 MEDIO DE SOPORTE 0.0468 4.18 PLANTA 0.0000 80.62 TIEMPO F<P F calculada Fuente de variación
  17. 17. Modelos matemáticos DQO = 405.985 – 3.95326t – 6.08938 P – 0.0275 S + 4806.87 w EXPERIMENTAL TEORICO Análisis de Regresión Múltiple 0.3344 4806.87 Pendiente 0.9956 -0.0275 Soporte 0.2225 -6.08938 Planta 0.0000 -3.95326 Tiempo 0.0000 405.985 Constante F>P Estimación Parámetro
  18. 18. Modelos matemáticos Modelo Regres. Pol. 4 Propuesto 3 Flujo Piston 2 Regresion 1 Origen Núm. de Modelo
  19. 19. a) Coeficientes de regresión por cada humedal 95.75% 92.32% 95.56% 93.40% 4 93.67% 96.45% 96.53% 96.42% 3 86.24% 92.44% 96.08% 94.47% 2 86.90% 86.48% 91.33% 91.76% 1 Humedal 4 Humedal 3 Humedal 2 Humedal 1 Modelo
  20. 20. b) Para los cuatro humedales 92.5223 4 94.1268 3 90.62 2 86.6036 1 R 2 Modelo
  21. 21. Conclusiones. <ul><li>Todos los modelos probados son adecuados para predecir la DQO en el efluente de los humedales artificiales, sin embargo el modelo que mejor coeficiente de correlación presentó fue: </li></ul><ul><li>De acuerdo con los resultados de Taguchi, los humedales plantados con algodón, con pendiente del 1% y grava como medio de soporte resultan ser los mas eficientes en la remoción de contaminantes. </li></ul><ul><li>Si la temperatura ambiente lo permite en varias comunidades del estado de Chiapas se puede emplear el algodón como planta para un humedal artificial y aprovechar el producto generado. </li></ul>

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