Resumen de Estimación de caudal vertido a medio receptor mediante técnicas de dinámica de fluidos computacional
Chiara Cosco, Miquel Ángel Cuguero Escofet, Manuel Gómez Valentín, Jackson Tellez Alvarez, Pere Aguiló
La progresiva implantación RD 1290/2012 ha proporcionado un nuevo enfoque al estudio de los sistemas de saneamiento, poniendo atención a elementos críticos como son los aliviaderos al medio receptor. La dificultad asociada a la distribución remota en los sistemas de saneamiento de la mayoría de los aliviaderos dificulta la detección, monitoreo y cuantificación de los episodios de vertido a las masas de agua receptoras, así como sus componentes contaminantes. Este trabajo propone un método innovador para monitorizar estos elementos y cumplir con los requerimientos del RD 1290/2012. Cuantificar el caudal descargado de la red de saneamiento al medio receptor puede presentar complicaciones a causa de las diferentes estructuras de los aliviaderos. El diseño de los aliviaderos es heterogéneo, dependiendo de las características y espacio disponible en cada punto de alivio. Este fenómeno hace que obtener medidas directas de caudal en estos puntos no sea evidente —ya que los aliviaderos no fueron diseñados inicialmente para ser monitorizados—, requiriéndose metodologías alternativas para obtener estimaciones indirectas fiables. Así, el presente estudio propone una alternativa para estimar de manera fiable el caudal vertido al medio receptor en los aliviaderos. Para ello se ha usado un software de Dinámica de Fluidos Computacional (del inglés, CFD) conocido como Flow-3D, que permite simular el comportamiento del todas las componentes del flujo en el aliviadero, contabilizando y visualizando la influencia de los diferentes fenómenos que se producen en el mismo, e.g. cuando el conducto de salida entra en carga. La simulación ha sido realizada para muchos eventos de caudal de entrada a la red, obteniendo los correspondientes valores de nivel del agua en el punto de descarga del aliviadero —i.e. en el labio— y de caudal vertido al medio receptor. A partir de la simulación se han obtenido parejas de valores nivel-caudal —i.e. nivel en el labio y correspondiente caudal vertido—, que se han utilizado para obtener una curva nivel-caudal que permite estimar el caudal vertido para cualquier valor de nivel medido en el aliviadero. El estudio se ha realizado en un aliviadero piloto real de la red del municipio de Montornès del Vallès. Este elemento está caracterizado por un conducto de entrada y otro de salida, respectivamente, conectados a la red de saneamiento, y por una sección en semicaña que actúa de alivio al medio receptor. Así, se ha desarrollado el modelo 3D (AutoCAD 3D) a partir de la caracterización geométrica de este elemento. El modelo 3D obtenido se ha utilizado para la simulación hidráulica en Flow-3D y la correspondiente obtención de la curva nivel-caudal, previa introducción en el software de las características físicas del aliviadero. Así, este método ofrece una alternativa a la cuantificación de caudal a partir del nivel en los aliviaderos de la red de saneamiento mediante técnicas CFD de simulación del movimiento real del flujo, considerando así fenómenos difíciles de aproximar mediante ecuaciones hidráulicas simplificadas.
