Análisis dinámico de un bioreactor 2-Dimensional (2011)
El objetivo del presente trabajo es hacer uso de la teoría matemática sobre bifurcaciones en los sistemas dinámicos, con aplicación al tratamiento de aguas residuales, con el fin de encontrar comportamientos interesantes de las trayectorias del sistema. Se parte de un sistema con dos variables de estado y se aplica un forzamiento periódico, el cual lo convierte en un sistema en el espacio tridimensional a tiempo continuo. Debido a la no linealidad del sistema de ecuaciones diferenciales que modelan al reactor UASB en estudio, se recurre al uso de métodos numéricos tanto para la solución del sistema como para las distintas simulaciones y para el análisis de estabilidad. Para simplificar el análisis del comportamiento de este sistema se utiliza la aplicación de Poincaré, la cual genera un sistema dinámico discreto de dos dimensiones y se emplea la teoría de las bifurcaciones con el propósito de encontrar para qué valores de los parámetros del sistema se producen cambios cualitativos importantes en la dinámica del mismo. Los resultados muestran que el reactor UASB en estudio tiene un comportamiento dinámico estable bajo diferentes condiciones iniciales y ante variaciones en los parámetros. Como resultado especial se encuentra las condiciones bajo las cuales el sistema presenta el fenómeno de “lavado del reactor”. Por último, se realiza la comparación entre el comportamiento del sistema no forzado y el sistema forzado, y se encuentra que presentan un comportamiento similar.