Empleo de modelos fÃsicos para el estudio de ... - Proyecto Asdeco
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Jornadas ASDECO<br />
AVANCES TECNOLÓGICOS EN EL DISEÑO O Y CONTROL DE<br />
LOS VERTIDOS DE SALMUERAS AL MAR<br />
Valencia, 5 y 6 <strong>de</strong> Octubre <strong>de</strong> 2009<br />
<strong>Empleo</strong> <strong>de</strong> mo<strong>de</strong>los físicosf<br />
<strong>para</strong> <strong>el</strong> <strong>estudio</strong> <strong>de</strong> dispersión<br />
<strong>de</strong> salmueras<br />
Antonio Ruiz Mateo<br />
Centro <strong>de</strong> Estudios <strong>de</strong> Puertos y Costas
ACTUACIONES DEL CEDEX CON FINANCIACIÓN<br />
EXTERNA SOBRE LOS VERTIDOS DE SALMUERAS AL MAR<br />
FUENTE DE FINANCIACIÓN<br />
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013<br />
Sociedad Estatal<br />
Aguas <strong>de</strong> la Cuenca <strong>de</strong>l Segura<br />
Mancomunidad <strong>de</strong> los Canales <strong>de</strong>l<br />
Taibilla<br />
Dirección General <strong>de</strong>l Agua<br />
Dirección General <strong>de</strong> Calidad y<br />
Evaluación Ambiental<br />
AcuaMed<br />
Plan Nacional <strong>de</strong> I+D<br />
(a través <strong>de</strong> la Universidad <strong>de</strong> Cantabria)<br />
Plan Nacional <strong>de</strong> I+D<br />
(a través <strong>de</strong>l Instituto Tecnológico <strong>de</strong> Canarias)<br />
Dirección General <strong>de</strong> Calidad y<br />
Evaluación Ambiental<br />
AcuaMed
INVESTIGACIÓN N SOBRE LOS VERTIDOS<br />
DE SALMUERAS AL MAR<br />
OBJETIVOS:<br />
– Estudiar diferentes sistemas <strong>de</strong> vertido al mar<br />
– Conocer los campos <strong>de</strong> salinidad que se producen<br />
– Investigar los umbrales <strong>de</strong> tolerancia a los incrementos<br />
<strong>de</strong> salinidad <strong>para</strong> diferentes hábitatsh<br />
– Proponer y supervisar metodologías <strong>de</strong> diseño<br />
– Definir programas <strong>de</strong> vigilancia<br />
– Definir protocolos <strong>de</strong> actuación n en caso <strong>de</strong><br />
incumplimiento <strong>de</strong> los niv<strong>el</strong>es <strong>de</strong> calidad
INVESTIGACIÓN N SOBRE LOS VERTIDOS<br />
DE SALMUERAS AL MAR<br />
MÉTODOS:<br />
– Recopilación n y permanente actualización n <strong>de</strong> información<br />
(artículos, ponencias, informes, inventarios)<br />
– Base <strong>de</strong> datos bibliográfica<br />
– Campañas as <strong>de</strong> medida en vertidos <strong>de</strong> plantas<br />
<strong>de</strong>saladoras operativas<br />
– Construcción n y explotación n <strong>de</strong> mo<strong>de</strong>los físicosf<br />
– Mo<strong>de</strong>los matemáticos ticos y análisis dimensional<br />
– Colaboración n con autorida<strong>de</strong>s ambientales, con<br />
promotores públicos p<br />
y con centros <strong>de</strong> investigación
INVESTIGACIÓN N SOBRE LOS VERTIDOS<br />
DE SALMUERAS AL MAR<br />
MÉTODOS:<br />
– Recopilación n y permanente actualización n <strong>de</strong> información<br />
(artículos, ponencias, informes, inventarios)<br />
– Base <strong>de</strong> datos bibliográfica<br />
– Campañas as <strong>de</strong> medida en vertidos <strong>de</strong> plantas<br />
<strong>de</strong>saladoras operativas<br />
– Construcción n y explotación n <strong>de</strong> mo<strong>de</strong>los físicosf<br />
– Mo<strong>de</strong>los matemáticos ticos y análisis dimensional<br />
– Colaboración n con autorida<strong>de</strong>s ambientales, con<br />
promotores públicos p<br />
y con centros <strong>de</strong> investigación
CONSTRUCCIÓN N Y EXPLOTACIÓN N DE<br />
MODELOS FÍSICOSF<br />
INSTALACIONES:<br />
– Fijas:<br />
Tanque <strong>de</strong> 14 x 7 x 1 m 3<br />
Canal <strong>de</strong> oleaje <strong>de</strong> 70 x 1 x 2 m 3<br />
Canal <strong>de</strong> oleaje <strong>de</strong> 15 x 1,5 x 1 m 3<br />
Acuario <strong>de</strong> 1 x 0,5 x 0,4 m 3<br />
– A <strong>de</strong>manda
CONSTRUCCIÓN N Y EXPLOTACIÓN N DE<br />
MODELOS FÍSICOSF<br />
INSTRUMENTACIÓN N Y EQUIPOS<br />
– Salinómetro<br />
– Patrones <strong>de</strong> agua <strong>de</strong> mar<br />
– Conductivímetros<br />
– Caudalímetros<br />
<strong>el</strong>ectromagnéticos<br />
ticos<br />
– Rotámetros<br />
– Correntímetros<br />
doppler
CONSTRUCCIÓN N Y EXPLOTACIÓN N DE<br />
MODELOS FÍSICOSF<br />
INSTRUMENTACIÓN N Y EQUIPOS<br />
– Fluorómetros<br />
– Cámaras<br />
<strong>de</strong> ví<strong>de</strong>o<br />
(aéreas<br />
y sumergibles)<br />
– Voltímetros, osciloscopio<br />
– Sistemas <strong>de</strong> adquisición n <strong>de</strong> datos (ADC)<br />
– Software <strong>de</strong> proceso
CONSTRUCCIÓN N Y EXPLOTACIÓN N DE<br />
MODELOS FÍSICOSF<br />
INSTRUMENTACIÓN N Y EQUIPOS<br />
– Generador <strong>de</strong> oleaje<br />
– Bombas <strong>para</strong>: vertido, trasiego, mezclado,<br />
<strong>de</strong>sagüe, creación <strong>de</strong> corrientes<br />
– Depósitos<br />
– Sistema <strong>de</strong> niv<strong>el</strong> constante<br />
– Válvulas<br />
<strong>de</strong> precisión<br />
– Boquillas y distribuidores <strong>de</strong> caudal
CONSTRUCCIÓN N Y EXPLOTACIÓN N DE<br />
MODELOS FÍSICOSF<br />
INSTRUMENTACIÓN N Y EQUIPOS<br />
– Sal y rodamina<br />
– Bomba inyectora y variador <strong>de</strong> frecuencia<br />
– Mezcladores<br />
– Sistemas <strong>de</strong> tubos <strong>para</strong> toma <strong>de</strong> muestras<br />
– Bombas peristálticas<br />
– Envases <strong>para</strong> muestras y sistema <strong>de</strong> llenado<br />
– Construcción <strong>de</strong> mo<strong>de</strong>los
CONSTRUCCIÓN N Y EXPLOTACIÓN N DE<br />
MODELOS FÍSICOSF<br />
Técnicas LIF y 3DLIF (laser(<br />
laser-induced<br />
fluorescence)
CONSTRUCCIÓN N Y EXPLOTACIÓN N DE<br />
MODELOS FÍSICOSF<br />
Técnica LIF (laser(<br />
laser-induced<br />
fluorescence)
CONSTRUCCIÓN N Y EXPLOTACIÓN N DE<br />
MODELOS FÍSICOSF<br />
Técnica LIF (laser(<br />
laser-induced<br />
fluorescence)
APLICACIONES DE LOS<br />
MODELOS FÍSICOSF<br />
<strong>Proyecto</strong>s <strong>de</strong> vertidos concretos<br />
Establecimiento <strong>de</strong> metodologías <strong>de</strong> cálculoc<br />
Detección n y análisis <strong>de</strong> características especiales<br />
<strong>de</strong> los flujos
ESTABLECIMIENTO DE METODOLOGÍAS<br />
DE CÁLCULOC
ESTABLECIMIENTO DE METODOLOGÍAS<br />
DE CÁLCULOC<br />
PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO PARA EL CAMPO CERCANO:<br />
•Clasificar los sistemas <strong>de</strong> vertido en unos pocos tipos<br />
•Para cada tipo, i<strong>de</strong>ntificar las variables significativas<br />
•Establecer r<strong>el</strong>aciones mediante análisis dimensional<br />
•Ejecutar series <strong>de</strong> ensayos <strong>para</strong> <strong>de</strong>terminar coeficientes y<br />
exponentes<br />
•Realizar campañas as <strong>de</strong> medidas en vertidos operativos <strong>para</strong><br />
contrastar resultados
SISTEMAS DE VERTIDO EN USO<br />
<br />
<br />
Chorro libre en un acantilado<br />
Descarga enterrada en una playa <strong>de</strong> bolos<br />
Chorro libre sobre la escollera <strong>de</strong> un<br />
dique<br />
<br />
<br />
<br />
A un torrente, cerca <strong>de</strong> la <strong>de</strong>sembocadura<br />
Chorro libre en <strong>el</strong> lecho marino<br />
Tramo difusor con varias salidas
ESTABLECIMIENTO DE METODOLOGÍAS<br />
DE CÁLCULOC<br />
Clasificación n en tipos<br />
+ Chorro libre en un acantilado + Descarga enterrada en una playa <strong>de</strong> bolos
ESTABLECIMIENTO DE METODOLOGÍAS<br />
DE CÁLCULOC<br />
Variables significativas y análisis dimensional<br />
Otras variables<br />
2D 3D<br />
Único<br />
Q b , u<br />
Múltiple Q b , u, s Q b , u, s, L<br />
Único<br />
Variables adimensionales<br />
2D<br />
3D<br />
F, p, C, h 0 /h a , t/h a<br />
Múltiple F, p, C, s/d, h 0 /h a , t/h a F, p, C, s/d, L/d, h 0 /h a , t/h a
MODELOS FÍSICOSF<br />
ALGUNOS RESULTADOS: Tramo difusor sumergido<br />
2 BOCAS<br />
6 mm<br />
2 BOCAS<br />
6 mm<br />
ELEVADORES<br />
A 50 cm
MODELOS FÍSICOSF<br />
ALGUNOS RESULTADOS: Vertido sobre dique <strong>de</strong> escollera<br />
h a = 0.30 m<br />
h 0 = 0.41 m<br />
S S = 31 psu (R = 45%)<br />
W 50 = 0.5 kg manto; ; 0.06 resto<br />
Talud: : 1/3<br />
Pendiente <strong>de</strong>l fondo: : 1%<br />
H = 2.5 cm<br />
T = 1.3<br />
DILUCIÓN MÍNIMA<br />
Q (L/min) Sin olas Con olas<br />
1 6.2 36.1<br />
5 4.0 14.0
MODELOS FÍSICOSF<br />
ALGUNOS RESULTADOS: Vertido sobre cantos rodados<br />
h a = 0.30 m<br />
h 0 = 0.41 m<br />
S S = 31 psu (R = 45%)<br />
W 50 = 0.01 kg<br />
Talud: : 1/3<br />
Pendiente <strong>de</strong>l fondo: : 1%<br />
H = 2.5 cm<br />
T = 1.3<br />
DILUCIÓN MÍNIMA<br />
Q (L/min) Sin olas Con olas<br />
1 3.0 35.6<br />
5 1.2 7.8
MODELOS FÍSICOSF<br />
ALGUNOS RESULTADOS: Chorro emergido<br />
h a = 0.30 m<br />
h 0 = 0.41 m<br />
S S = 31 psu (R = 45%)<br />
DILUCIÓN MÍNIMA<br />
Q (L/min) Sin olas Con olas<br />
1 19.9 -<br />
5 22.3 -
MODELOS FÍSICOSF<br />
ALGUNOS RESULTADOS: Campo lejano<br />
Ensayo nº 1 2 3 4 5<br />
h d0 (m) 0.027 0.050 0.046 0.050 0.080<br />
U 0 (m/s) 0.026 0.026 0.024 0.013 0.007<br />
S 0 (psu) 23.0 15.3 12.6 16.0 3.5<br />
Oleaje 2.5 cm, 1.3 s No Sí Sí Sí Sí<br />
Dilución (-) 1.12 1.36 1.32 3.31 3.73
VALORES APROXIMADOS DE LAS<br />
DILUCIONES<br />
(1) (2)<br />
Descarga enterrada en una playa <strong>de</strong> bolos: 2,5<br />
A un torrente, cerca <strong>de</strong> la <strong>de</strong>sembocadura: : 4<br />
Chorro libre sobre la escollera <strong>de</strong> un dique: : 6<br />
Chorro libre horizontal en <strong>el</strong> lecho marino: : 12<br />
Chorro libre en un acantilado: : 18<br />
Difusor sumergido con 2 bocas/<strong>el</strong>evador: : 24<br />
Difusor sumergido con 1 boca/<strong>el</strong>evador: : 30<br />
Campo lejano 2,5<br />
(1) Sin oleaje<br />
(2) En función n <strong>de</strong> los <strong>de</strong>talles <strong>de</strong>l diseño o pue<strong>de</strong>n variar entre la mitad<br />
y <strong>el</strong> doble<br />
¡Gracias por su atención!<br />
n!