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Simulación numérica del flujo de sedimentos en el desarenador del Proyecto Hidroeléctrico Coca Codo Sinclair

Abstract:

El presente trabajo se ha realizado con el objetivo de establecer el patrón de flujo de agua y sedimentos en el desarenador del Proyecto Hidroeléctrico Coca Codo Sinclair (CCS), mediante el uso del software de modelización numérica tridimensional SSIIM (Simulación de movimiento de sedimentos para flujo de agua con opción de bloques múltiples), que está basado en la aproximación de un volumen de control mediante una malla tridimensional para cálculo del flujo de agua resolviendo las ecuaciones de Navier-Stokes con el modelo de turbulencia K-épsilon, mientras que para el transporte de sedimentos se resuelve la ecuación de Convección-Difusión. Para llevar a cabo el estudio del patrón de flujo de agua y sedimentos, se ha implementado el modelo numérico al prototipo del desarenador del proyecto, obteniéndose así, datos de distribución de velocidades, líneas de corriente, concentración de sedimentos y zonas de depósito a lo largo de la cámara del sedimentador. Los resultados conseguidos de la simulación numérica ejecutada en SSIIM, fueron contrastados y analizados con los resultados obtenidos en los estudios del modelo físico y del sistema de lavado de sedimentos SEDICON Sluicer implementado para el proyecto y que fueran ejecutados por el laboratorio de YellowRiver en Zhengzhou–China, y por Comisión Federal de Electricidad (CFE) de Cuernavaca–México, encontrándose compatibilidad entre los resultados de simulación numérica y los resultados obtenidos en modelo físico. De los resultados y el análisis realizado se concluye que: i) El diseño concebido para el desarenador del proyecto presentaría altas eficiencias de retención (97%) para partículas menores al diámetro de diseño (0.25mm), y ii) La modelización numérica mediante SSIIM presenta un buen desempeño para la simulación tridimensional del movimiento del agua y de los procesos de movimiento de sedimentos en las cámaras del desarenador, siendo recomendable su utilización para el estudio y evaluación de obras hidráulicas en general.