Diseño de la metodología para la integración de herramientas Open Source aplicadas a la evaluación del comportamiento hidrodinámico de biorreactores usando CFD: Caso de estudio Reactor Metanogénico Escalonado RME

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dc.audienceEspecializadaes_ES
dc.contributor.advisorLuna Wandurraga, Héctor Javier
dc.contributor.advisorLobo Baeta, Bruno Eduardo
dc.creatorOtálora Tapiero, Fabián Camilo
dc.creator.cedula11991922128es_ES
dc.date.accessioned2022-05-21T16:17:20Z
dc.date.available2022-05-21T16:17:20Z
dc.date.created2021-06-10
dc.description.abstractIn this work you will find a workflow proposal that integrates collaborative and open source tools, specifically Blender, OpenFoam and paraView to model the hydrodynamic behavior of bioreactors, the validation of the created workflow was carried out with a stepped methanogenic bioreactor that has been previously worked on a laboratory scale and developed in a research alliance between UAN and UFOP. The approach and understanding of the tools was carried out under the guidance of practical examples and finally the coupling to a case study, based on the bibliographic search we found that this is a novel work for the area of hydrodynamic modeling in the context of the bioprocesses. Finally, it is concluded on the feasibility of applying the scheme proposed here to increase and facilitate the development of bioprocesses and the prospects of automating simulations in future research by creating Python scripts and including analysis in tools such as R Studio and Power Bi that complement a whole Open Source portfolio, which in comparison with licensed software represents a high investment in licensing and maintenance of updated software.es_ES
dc.description.degreelevelMaestríaes_ES
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería de Bioprocesoses_ES
dc.description.degreetypeProyectoes_ES
dc.description.notesPresenciales_ES
dc.description.tableofcontentsEn este trabajo encontrará una propuesta de flujo de trabajo que integra herramientas de código abierto y colaborativo, específicamente Blender, OpenFoam y paraView para modelar el comportamiento hidrodinámico de biorreactores, la validación del flujo de trabajo creado se realizó con un biorreactor metanogenico escalonado que ha sido trabajado con anterioridad a escala laboratorio y desarrollado en alianza de investigación entre la UAN y la UFOP. El planteamiento y la comprensión de las herramientas fue realizado bajo la guía de ejemplos prácticos y finalmente el acople a un caso de estudio, con base en la búsqueda bibliográfica encontramos que este es un novedoso trabajo para el área de modelación hidrodinámica en el contexto de los bioprocesos. Por último se concluye en la viabilidad de aplicar el esquema aquí propuesto para incrementar y facilitar el desarrollo de bioprocesos y las perspectivas de automatizar las simulaciones en investigaciones futuras creando scripts de Python e incluyendo análisis en herramientas como R Studio y Power Bi que complementan todo un portafolio Open Source, que en comparación con software licenciado representa una elevada inversión en licenciamiento y mantenimiento de los software actualizados.es_ES
dc.identifier.urihttp://repositorio.uan.edu.co/handle/123456789/6626
dc.language.isospaes_ES
dc.publisherUniversidad Antonio Nariñoes_ES
dc.publisher.campusBogotá - Circunvalares_ES
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeniería Ambientales_ES
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería de Bioprocesoses_ES
dc.rightsAtribución 3.0 Estados Unidos de América*
dc.rights.accesRightsopenAccesses_ES
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/*
dc.sourceinstname:Universidad Antonio Nariñoes_ES
dc.sourcereponame:Repositorio Institucional UANes_ES
dc.sourceinstname:Universidad Antonio Nariñoes_ES
dc.sourcereponame:Repositorio Institucional UANes_ES
dc.source.bibliographicCitationA. Bakker, & A. Van den Akker. (1994). A computacional model for the gas-liquid flow in stirred reactors. Chemical Engineering Research and Design, 72, 573–582. http://www.bakker.org/cfm/publications/TransichemeComp1994.pdfes_ES
dc.source.bibliographicCitationAbishek, S., King, A. J. C., Mead-Hunter, R., Golkarfard, V., Heikamp, W., & Mullins, B. J. (2017). Generation and validation of virtual nonwoven, foam and knitted filter (separator/coalescer) geometries for CFD simulations. Separation and Purification Technology, 188, 493–507. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2017.07.052es_ES
dc.source.bibliographicCitationAllonneau, C., Olmos, E., Guyot, S., Ferret, E., Gervais, P., & Cachon, R. (2015). Hydrodynamic characterization of a new small-scale reactor mixed by a magnetic bar. Biochemical Engineering Journal, 96, 29–37. https://doi.org/10.1016/j.bej.2014.12.005es_ES
dc.source.bibliographicCitationBerg, P., Voß, S., Saalfeld, S., Janiga, G., Bergersen, A. W., Valen-Sendstad, K., Bruening, J., Goubergrits, L., Spuler, A., Cancelliere, N. M., Steinman, D. A., Pereira, V. M., Chiu, T. L., Tsang, A. C. O., Chung, B. J., Cebral, J. R., Cito, S., Pallarès, J., Copelli, G., … Beuing, O. (2018). Multiple Aneurysms AnaTomy CHallenge 2018 (MATCH): Phase I: Segmentation. Cardiovascular Engineering and Technology, 9(4), 565–581. https://doi.org/10.1007/s13239-018-00376-0es_ES
dc.source.bibliographicCitationBlanco-Aguilera, R., Lara, J. L., Barajas, G., Tejero, I., & Diez-Montero, R. (2020). CFD simulation of a novel anaerobic-anoxic reactor for biological nutrient removal: Model construction, validation and hydrodynamic analysis based on OpenFOAM®. Chemical Engineering Science, 215, 115390. https://doi.org/10.1016/j.ces.2019.115390es_ES
dc.source.bibliographicCitationBlanco-Aguilera, R., Lara, J. L., Barajas, G., Tejero, I., & Díez-Montero, R. (2020a). Hydrodynamic optimization of multi-environment reactors for biological nutrient removal: A methodology combining computational fluid dynamics and dimensionless indexes. Chemical Engineering Science, 224, 115766. https://doi.org/10.1016/j.ces.2020.115766es_ES
dc.source.bibliographicCitationBlazek, J. (2015). Boundary Conditions. Computational Fluid Dynamics: Principles and Applications, 253–281. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-099995-1.00008-7es_ES
dc.source.bibliographicCitationBoccardo, G., Augier, F., Haroun, Y., Ferré, D., & Marchisio, D. L. (2015). Validation of a novel open-source work-flow for the simulation of packed-bed reactors. Chemical Engineering Journal, 279, 809-820–820. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.05.032es_ES
dc.source.bibliographicCitationBoccardo, G., Crevacore, E., Passalacqua, A., & Icardi, M. (2019). Computational analysis of transport in three-dimensional heterogeneous materials. ArXiv, 23(1), 1–15. https://doi.org/10.1007/s00791-020-00321-6 Boccardo, G., Sethi, R., & Marchisio, D. L. (2019). Fine and ultrafine particle deposition in packed-bed catalytic reactors. Chemical Engineering Science, 198, 290–304. https://doi.org/10.1016/j.ces.2018.09.024es_ES
dc.subjectDinámica computacional de Fluidoses_ES
dc.subjectCFDes_ES
dc.subjectOpenFOAMes_ES
dc.subjectBlenderes_ES
dc.subjectBioprocesoses_ES
dc.subjectBiorreactoreses_ES
dc.subjectModelaciónes_ES
dc.subjectSimulaciónes_ES
dc.subjectComportamiento hidrodinámicoes_ES
dc.subjectFlujo de trabajoes_ES
dc.subject.ddc620es_ES
dc.subject.keywordComputational Fluid Dynamicses_ES
dc.subject.keywordCFDes_ES
dc.subject.keywordOpenFOAMes_ES
dc.subject.keywordBlenderes_ES
dc.subject.keywordParaViewes_ES
dc.subject.keywordBioprocesseses_ES
dc.subject.keywordBioreactorses_ES
dc.subject.keywordModeles_ES
dc.subject.keywordSimulationes_ES
dc.subject.keywordHydrodynamic behaviores_ES
dc.subject.keywordWorkflowes_ES
dc.titleDiseño de la metodología para la integración de herramientas Open Source aplicadas a la evaluación del comportamiento hidrodinámico de biorreactores usando CFD: Caso de estudio Reactor Metanogénico Escalonado RMEes_ES
dc.typeTesis - Trabajo de grado - Monografia - Maestriaes_ES
dc.type.hasVersioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersiones_ES
dc.type.spaTesis y disertaciones (Maestría y/o Doctorado)es_ES
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Acta de sustentación del trabajo
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Autorización para consulta, publicación y reproducción electrónica del trabajo
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Maestría en Ingeniería de bioprocesos