Simulación Avanzada del proceso FotoElectroCATalítico para el tratamiento de Agua (SAFECAT-AGUA)

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La escasez de agua dulce se ha convertido en uno de los problemas más preocupantes a nivel mundial, y se espera que el problema crezca como consecuencia del aumento de población, la intensidad de sus actividades y la intensificación de los efectos del cambio climático. La reutilización de aguas es un elemento clave para reducir el problema de la escasez, sin embargo, es bien sabido que las técnicas de tratamiento convencionales no pueden lograr la eliminación completa de la mayoría de los contaminantes complejos, como los denominados contaminantes emergentes (ECs). Las plantas de tratamiento de aguas residuales son uno de los puntos de concentración y descarga al medio ambiente de los mismos. Las Tecnologías Avanzadas de Oxidación (TAOs) tienen opciones tecnológicas para la mineralización de ECs y también para la desinfección, permitiendo la reutilización del agua. Entre ellas, la fotoelectrocatálisis (FEC) se ha mostrado muy prometedora, existiendo incluso una oportunidad para la recuperación de energía capturando H2. La mejora del diseño de los reactores para FEC es un reto necesario antes de su escalado y uso comercial. Por tanto, los objetivos principales de este proyecto son (i) desarrollar una metodología para modelar el comportamiento de los reactores de FEC, que permita predecir la capacidad de esta tecnología para tratar aguas de salida del tratamiento terciario de una EDAR, con ayuda de herramientas de dinámica de fluidos computacional. Se modelará un foto reactor iluminado por LEDs, incluyendo fluidodinámica, el transporte de masa y de radiación, y la cinética del proceso fotoelectrocatalítico; (ii) además de optimizar, escalar y construir un reactor a escala planta piloto, evaluando la capacidad predictiva del modelo en diferentes condiciones de operación y contrastando el modelo con el rendimiento obtenido experimentalmente en aguas de salida de tratamiento terciario de una EDAR, haciendo esta tecnología potencialmente comercial.