Simulación Numérica del Flujo Turbulento en la Zona de Ingreso de Caudales al Proceso de Clarificación en una Planta de Tratamiento de Agua Potable

Abstract

En la zona de ingreso de caudales al proceso de clarificación de la planta de tratamiento de agua potable (Planta Los Molinos) que la empresa Aguas Cordobesas S.A opera en cercanías de la localidad de Bower, (provincia de Córdoba, Argentina) se observan a priori patrones de flujo turbulentos incompatibles para el correcto desarrollo de los procesos de clarificación requeridos. Con el fin de elaborar recomendaciones para mejorar estas condiciones de flujo se desarrollaron actividades en dos etapas claramente diferenciadas.
En una primera etapa se procedió a la caracterización experimental del flujo en las condiciones actuales, a partir de mediciones de velocidad en la planta de tratamiento de agua potable “Los Molinos”. La caracterización experimental del flujo turbulento en la zona de ingreso al proceso de clarificación es complicada debido a las importantes variaciones espaciales y temporales de los flujos tridimensionales presentes por lo cual se requieren técnicas experimentales con altas resoluciones espaciales y temporales a los fines de obtener los parámetros característicos del flujo. Por ello se utilizaron modernas técnicas de medición de velocidades del flujo disponibles en la actualidad.
La segunda etapa, que se reporta en este trabajo, consistió en utilizar un modelo numérico computacional apto para simular flujos turbulentos en la zona de estudio. Para ello se ha implementado un modelo basado en las ecuaciones promediadas de Reynolds (RANS). El código computacional utilizado para resolver numéricamente las ecuaciones RANS pertenece al paquete libre y abierto OpenFOAM(R) (Open Field Operation and Manipulation). El cierre turbulento utilizado es un modelo de dos ecuaciones 𝑘 – 𝜖 estándar. El modelo numérico fue calibrado y validado utilizando los datos experimentales registrados. Sobre la base de esta herramienta se elaboraron recomendaciones relacionadas a las modificaciones a ejecutar en la planta de tratamiento de agua para optimizar el funcionamiento de los clarificadores.