PASOS PARA EL DISEÑO DE UNA CELDA ELECTROQUÍMICA.

Estos son basados de acuerdo con el criterio de un alto coeficiente de transporte de masa km y/o una gran área especifica del electrodo ae.

Celdas con área de electrodo relativamente pequeña, pero con un transporte de masa mejorado para incrementar el km, por medio de los electrodos en movimiento o por la turbulencia generada por los promotores.

Celdas con electrodos de tres dimensiones que proporcionan una amplia área específica del electrodo y mejoran el transporte de la masa debido a la dinámica especifica del fluido dentro de la estructura tridimensional.


Celda Bomba: es una análogo rotativo de la celda capillary gap. Esta celda no se ha empleado a escala industrial. El principio de funcionamiento se basa en dos electrodos en forma de discos estáticos y un disco bipolar en el medio. El electrolito se bombea radialmente desde el tubo central. La ventaja es que el coeficiente de transferencia de masa se puede controlar independientemente del caudal y el tiempo de residencia del electrolito.


La celda Chemelec: usa una cama fluidizada de esferas de vidrio como promotores de la turbulencia para mejorar el transporte de masa de los electrodos.

Celda de electrodo de cilindro rotativo (REC): han sido operadas a escala, involucrando diámetros de 5 a 100 cm, con velocidad de rotación entre 100 a 1500 rpm y corrientes de 1A a 10 kA.


Celda beat-rod: la cual fue empleada principalmente en tiendas de galvanoplastia.
Fluidized-bed electrolysis: ha sido examinada para diferentes aplicaciones y fue aplicada a escala industrial para la recuperación de metales.

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CONTROL DE PROCESOS .

La medición de variables físicas, su fundamentación esta determinada por la metrología que suministra el marco teórico relacionado con todas las mediciones de ciencia, industria y comercio. En tanto, que para el control de procesos; su fundamentación se encuentra en la teoría de control automático interesada en los sistemas de regulación automáticos de procesos en función de variables físicas y sus valores deseados o requeridos.

Un lazo es un instrumento o combinación de instrumentos dispuestos para medir o controlar una variable de proceso.
La metrología es esencial para el desarrollo del comercio, la industria, la tecnología y la ciencia. Se divide principalmente en: metrología legal, metrología científica y metrología industrial. Abarca varios campos: metrología térmica, eléctrica, acústica, dimensional, etc.
Ruta hacia la Calidad.

¿Qué es el aseguramiento de la calidad?. Conjunto de actividades planeadas y sistemáticas implantadas dentro del sistema de calidad y demostradas según se requiera para demostrar confianza adecuada de que un elemento cumplirá los requisitos para la calidad.

Los errores sistemáticos pueden ser clasificados en estáticos y dinámicos.

Errores estáticos: si el proceso esta en condiciones de régimen permanente, el error es estático. Este error normalmente se origina por las limitaciones de los dispositivos de medición o las leyes físicas que gobiernan su comportamiento.
Errores dinámicos: siempre que las condiciones sean de cambio continuo existirá un error dinámico que se presentara en retrasos en la medición. Esto esta influenciado por el tipo de acoplamiento, los materiales, el procesos a medir, etc.
La calibración es la verificación de que un instrumento es capaz de indicar, medir, registrar o controlar las variables del sistema a los valores establecidos para una aplicación especifica. En el caso en que el instrumento lo permita, incluye el ajuste de su operación.

Los límites de precisión incluyen los efectos de histéresis, banda muerta, calibración y errores de repetitividad.
La representación de la exactitud puede darse de diversas maneras:
1. Directamente en términos de valor medio.
2. En porcentaje de la escala completa (input span o full scale)
3. En términos de la señal de salida.

Efectos ambientales. Las características de operación suelen definirse a condiciones ambientales “estándar” tales como: 25ºC de temperatura ambiente, 1000 mb de presión atmosférica, 80% de humedad relativa.

Efectos térmicos: se suelen especificar por los límites de operación. ±1% de 0 a 50ºC; ±2% de -20 a 0ºC y de 50 a 100ºC; ±3% fuera de esos limites.

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Píldoras de las reacciones de la ingeniería Electroquímica.

• Como en la ingeniería Química, para la elección adecuada de un reactor electroquímico se centra en su tamaño, geometría, modo de operación y las condiciones de operación.
• Parámetros tales como: rendimiento, espacio-tiempo, la selectividad, la conversión y la eficiencia energética.
• La micro cinética describe la transferencia de carga en las condiciones ideales de la escala laboratorio, la macro cinética se hace cargo de la cinética de un proceso a gran escala para el diseño de una celda determinada, teniendo en cuenta los distintos fenómenos de transporte.
• La combinación de la micro cinética con los cálculos de la distribución espacial de la potencia y la densidad de corriente en los electrodos conduciendo a la descripción macro cinética de un reactor electroquímico.
• El fenómeno de transporte de la carga es quien determina la distribución de la corriente en la celda electroquímica afectando la relación espacio-tiempo, el consumo especifico de energía y el escalado de los reactores electroquímicos.
• La densidad de corriente es negativa (catódica) si la reacción del electrodo se describe en un proceso de reducción y positiva (anódica) para un proceso de oxidación.
• Los invito a que discutamos sobre estos principios y si desean más información no duden en escribir a yesidtm@gmail.com.

Ventajas y desventajas de los procesos electroquímicos.

Lo atractivo de la aplicación de esta tecnología en los procesos industriales es la mínima generación de residuos y de materiales tóxicos. Los procesos electroquímicos son de naturaleza heterogénea.

Tecnologías: electro síntesis orgánica e inorgánica, pilas de combustible, baterías primarias y secundarias, eliminación de metales pesados de soluciones y la destrucción de contaminantes orgánicos o reducción de los gases.

Ventajas.

Versatilidad: oxidación directa o indirecta, reducción, funcionalidad de biocidas, tratamiento de pequeñas o grandes cantidades de contaminantes, separación de fases, concentraciones o diluciones.

Eficiencia de la energía: ideal para la destrucción anódica de contaminantes orgánicos, en lugar de la incineración térmica; hacen muy atractivo el uso de estas tecnologías por el requisito de las bajas temperaturas. Las desventajas se presentan por las perdidas energéticas por la no homogénea distribución de la corriente, la caída de tensión y las reacciones secundarias. Estos inconvenientes se minimizan mediante la optimización del diseño y la estructura del electrodo de la celda.

Posibilidad de la automatización: se puede trabajar con variables tales como el potencial del electrodo y el de la celda.

Rentabilidad: los equipos periféricos y la celda electroquímica son simples en el diseño y de bajo costo.

Desventajas: los procesos electroquímicos tienen limitaciones por el transporte de masa y el área especifica de los electrodos los cuales afectan el rendimiento.

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