ANÁLISIS CUALITATIVO DE LA PERMEABILIDAD DEL LECHO DE UN RÍO UTILIZANDO MODELOS IMPRESOS EN 3D SIMILARES A GEOMETRÍAS DE CARBÓN VEGETAL

Resumen

Este estudio evaluó la porosidad y permeabilidad de lechos formados por modelos geométricos con cierta similitud al carbón vegetal de uso industrial, con el objetivo de comprender cómo las dimensiones y geometrías influyen en la permeabilidad. Las piezas se imprimieron en PLA y se rellenaron con mortero para aumentar la densidad, con dimensiones correspondientes a cilindros de 9 mm de diámetro y alturas de 11, 21 y 31 mm, además de modelos con secciones reducidas (½ y ¾ del área de la sección transversal original para el modelo predominante de 9 x 21 mm en las mezclas). Se realizaron pruebas experimentales para determinar la porosidad total, el caudal de aceite por gravedad y la caída de presión de aire a caudales de 5, 7, 9, 11 y 13 L/min a 2 bar de presión. Se observó que la permeabilidad está influenciada no solo por la porosidad total, sino también por la conectividad y el tamaño de los huecos formados por la combinación de partículas. Las mezclas con una mayor proporción de partículas largas (9 x 31 mm) mostraron menores pérdidas de presión y mayores caudales, lo que indica una mayor permeabilidad. En contraste, la adición de partículas más pequeñas redujo la conectividad de los poros, aumentando la resistencia al flujo. Los resultados confirman que la permeabilidad del lecho no depende únicamente de la porosidad total y la homogeneidad dimensional, sino también de la distribución e interacción geométrica de las partículas, lo que indica que sería un parámetro importante para controlar y/o evaluar la calidad del carbón vegetal recibido en las plantas de producción de arrabio.