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Validación de modelos computacionales de flujo dinámico con pruebas de trazadores en lagunas de gran escala

Abstract:

En elpresentetrabajo deinvestigaciónserealizólavalidación de un modelo computacional tridimensionaldeflujo dinámico(CFD) mediante pruebasdetrazadores enlas 2lagunas Facultativas de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Ucubamba, Cuenca, ecuador.Enlaspruebasexperimentalesseutilizóel trazador fluorescente Rodamina WT, muestreadores automáticosy unfluorómetro.El procesode modelacióninicióconla construccióngeométricadelaslagunasy suposteriordiscretizaciónenelsoftwareGAMBIT. Lageometríasebasóenunlevantamientotopográficoysesimplificóparaobtenerun modelo manejabley representativo.Paraladiscretizaciónsedividióalaslagunas en elementostridimensionalesfinitos agrupadosenvolúmenesde acuerdoalascaracterísticas hidráulicasdelaszonas.El modelofuesimuladoenelpaquetedesoftwareFLUENT. Adicionalmentesecomparó2condiciones defrontera parala superficielibre delaslagunas paraun análisis decomparativoenbase delaspruebas experimentales.Finalmente se realizó un análisis de la confiabilidad de lagrilla aumentando número de elementos en que se discretizó la laguna desde 100000 hasta 200000 y 400000 elementos. Los resultados más destacados son la construcción metodológica del proceso de implementación de un modelo CFD en base de la geometría real y validación mediante pruebas experimentales. Los modelos pbkp_redicen en forma aceptable las pruebas de trazadores y son una herramienta muy poderosa para una descripción detallada dela hidráulica de las lagunas, pudiendo en un futuro incorporar condiciones externas como el viento y la temperatura para optimizar los resultados.