Ingeniería del Agua

Diseño de un aforador modular de estrechamiento largo en un canal de desagüe para recirculación del agua en un campo de arroz

José Roldán-Cañas — 2023-10-31

El arroz es regado por inundación manteniendo una altura de agua constante y alcanzando unos requerimientos de agua elevados. A la salida de la parcela hay un canal de desagüe cuyo control permitirá establecer prácticas para reducir el gran consumo de agua. Se ha diseñado un aforador de estrechamiento largo para cubrir el intervalo completo de caudales a aforar. Puesto que el canal de desagüe tiene una sección trapecial, la garganta del aforador será también trapecial para disminuir las pérdidas de carga. Un nuevo procedimiento se ha desarrollado en una hoja de cálculo Excel que permite diseñar directamente las dimensiones de la sección estrechada, talud de las paredes y anchura de la base, eligiendo previamente el límite modular, la altura del umbral y la longitud del estrechamiento más en concordancia con las características del canal. Los resultados demuestran la precisión y viabilidad del procedimiento.

Modelización de corrientes de turbiedad en embalses. Caso de estudio: Embalse Amaluza (Ecuador)

Martí Sánchez-Juny — 2023-10-31

Se presenta el análisis hidrodinámico del embalse Amaluza, ubicado en el sur de Ecuador, mediante DELFT3D. Se ha dispuesto de información batimétrica en 30 secciones transversales a lo largo del embalse, que se ha registrado periódicamente desde 1983 hasta 2013. Para construir el modelo hidrodinámico, se ha utilizado una malla estructurada 3D y se muestra un resumen del proceso a seguir para garantizar la estabilidad numérica y precisión del modelo. Se ha llevado a cabo la calibración del modelo hidrodinámico en base a la curva hipsométrica del embalse y, asimismo, se ha simulado la corriente de turbiedad durante un episodio real registrado al inicio de puesta en servicio del embalse. La modelización numérica permite el análisis de diferentes escenarios asociados a distintas estrategias de gestión. Por ejemplo, se ha analizado el comportamiento de la llegada de sedimentos al embalse manteniendo los desagües de fondo cerrados y, en otro caso, con los desagües abiertos. Se aprecia que la apertura de los desagües de fondo mejora significativamente la capacidad de desalojar los sedimentos del embalse, lo que reduce su acumulación.

Evaluación del comportamiento de una sonda aire-agua en un banco de calibración de equipos de medición de flujos bifásicos

Alicia Ros-Bernal — 2023-10-31

A pesar de los avances significativos logrados en el estudio de los flujos bifásicos agua-aire, existen dudas acerca de la precisión de las campañas experimentales puesto que los equipos suelen obviar la fase de calibración. Las limitaciones inherentes a las técnicas de medición existentes han impulsado la presente investigación. El objetivo de este trabajo es profundizar en el conocimiento del funcionamiento de una sonda de fibra óptica de doble punta, ensayada en un banco de calibración con una fracción de vacío del 32.13%. Para alcanzar esta concentración se ha utilizado un caudal de agua Q_w = 2.26 l/s y un caudal de aire Q_a = 1.07 l/s. La evolución de las principales variables ha sido analizada en la dirección transversal del chorro, considerando diferentes secciones a distintas distancias respecto a la salida de la tobera. Estas variables incluyen: la fracción de vacío, la frecuencia de cambio de fase, la velocidad, y el diámetro medio de las burbujas de Sauter.

Tratamiento sustentable de agua residual urbana mediante un humedal construido acoplado con una celda de combustible microbiana

Laura Modini — 2023-10-31

Se evaluó la eficiencia de un humedal construido acoplado con una celda de combustible microbiana (HC-CCM), a escala micropiloto, para tratar agua residual urbana real (ARU) y generar electricidad por acción de bacterias electroactivas que oxidan la materia orgánica. Para ello se construyó un humedal vertical de flujo ascendente al que se integraron 2 electrodos de grafito conectados a una resistencia externa de 1000 ohm. HC-CCM se alimentó continuamente con ARU sedimentada durante 4 meses. El tiempo de residencia hidráulico fue de 1.2 d. Semanalmente, se evaluó la calidad del ARU influente y del efluente tratado. El voltaje producido se registró cada 10 min. Las eficiencias de remoción medias logradas fueron: 95.8% turbiedad, 77.5% DQO, 75.7% sólidos suspendidos totales, 96.1% E. coli, 5.7% fósforo reactivo total y 18.3% amonio. HC-CCM produjo electricidad de forma continua, con rendimientos de hasta 30.5 W·h/kg DQO removida.

El rol de los términos de fricción y cohesión en la modelización bidimensional de fluidos no Newtonianos: avalanchas de nieve densa

Marcos Sanz-Ramos — 2023-10-31

La modelización numérica de fluidos no Newtonianos (relaves mineros, avalanchas de nieve, etc.) requiere la consideración de modelos reológicos específicos para calcular el esfuerzo cortante. El modelo de fricción de Voellmy es una de las teorías más populares, especialmente en el modelado de avalanchas de nieve. Recientemente, Bartelt propuso un modelo de cohesión para dar cuenta de esta propiedad física intrínseca de algunos fluidos. Sin embargo, la interpretación física del rango de valores del modelo de fricción-cohesión de Voellmy-Bartelt no ha sido suficientemente investigada, y este trabajo pretende llenar este vacío. Los resultados muestran que el modelo de Voellmy domina la dinámica de la avalancha y el modelo de cohesión permite la representación de colas largas, mientras que los parámetros de fricción y cohesión pueden variar dentro de un amplio rango. Adicionalmente, se propone la definición de un valor para el coeficiente de fricción turbulento basado en los mapas de usos del suelo del CORINE y el coeficiente de Manning para el mapeo de inundaciones.