Validación de un Modelo Numérico para la Simulación del Flujo Turbulento en una Planta de Tratamiento de Agua Potable

Abstract

Este trabajo reporta avances en el proceso de validación del esquema computacional adoptado para simular flujos turbulentos en la zona de ingreso del flujo al proceso de clarificación de la planta de tratamiento de agua potable “Los Molinos” que la empresa Aguas Cordobesas S.A opera en cercanías de la localidad de Bower, provincia de Córdoba, Argentina. Entre los avances realizados se destaca la caracterización experimental in-situ del flujo para cuatro nuevas condiciones experimentales de operación de la planta. En estas nuevas campañas se realizaron mediciones de velocidad en la zona de ingreso al proceso de clarificación utilizando dos nuevas técnicas experimentales dealta resolución espacial (en planta y en la vertical). En particular se utilizó para este trabajo un Perfilador de Corriente Acústico Doppler (ADCP por sus siglas en ingles) que permite registrar perfiles de velocidad en tres dimensiones en la columna de agua, y se implementó la técnica Velocimetría por Seguimiento de Partículas (PTV por sus siglas en ingles) para representar el campo medio de la velocidad superficial en la región de estudio.
El esquema de modelación validado incluye un modelo computacional basado en las ecuaciones promediadas de Reynolds (RANS), con un modelo de cierre turbulento de dos ecuaciones k – ε estándar donde k es la energía cinética turbulenta y εes la tasa de disipación de esa energía turbulenta. El modelo numérico se validó utilizando las nuevas condiciones experimentales evaluadas, contrastando campos de velocidades media,zonas de recirculación y estancamiento, estructuras tridimensionales del flujo, valores de energía cinética turbulenta (k), estimadores de las escalas de Kolmogorov (η), caudales volumétricos de flujo que ingresan a cada unidad de clarificación, etc. Con el modelo validado, se avanzó sobre su explotación en el proceso de optimización del funcionamiento de la planta de tratamiento.