Trabajos Realizados

SIMULACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE UN FILTRO DE ARENA
PARA AGUA DE MAR

En las centrales para la desalación de agua de mar, un paso importante es el filtrado primario del agua antes del proceso de ósmosis. La optimización del filtro es de vital importancia y es preciso prevenir la creación de caminos preferenciales que disminuyan la capacidad filtrante del dispositivo.

Se plantea la simulación de múltiples soluciones constructivas en pro de optimizar su funcionamiento y de cuantificar las pérdidas de carga en cada zona y a través de los lechos filtrantes.

Una dificultad añadida es simular los más de 600 orificios de salida que presentan las tuberías internas de reparto, además de caracterizar correctamente la permeabilidad de los distintos lechos filtrantes.

Fases de la simulación:

• Modelizado tridimensional de todo el filtro, incluyendo el detalle de los orificios de las tuberías de reparto.
• Modelización de los medios porosos que representan los medios filtrantes, caracterizados por distintas permeabilidades
• Realización de múltiples simulaciones, representando distintos modos de operación.
• Análisis del comportamiento del filtro durante el proceso de filtrado y de lavado del filtro.
• Análisis de los resultados y propuesta de medidas correctoras.

MODELIZACIÓN DEL FLUJO EN UN REACTOR BIOLÓGICO DE UNA ESTACIÓN

DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES (E.D.A.R.)

En una estación de depuración de aguas residuales, uno de los tratamientos fundamentales es la digestión aerobia del contenido orgánico. Dicho proceso se realiza en los reactores aerobios, que mantienen en circulación un gran volumen de agua constantemente aireado mediante la inyección de burbujas desde la solera. La optimización de dicho proceso pasa por modelizar el comportamiento del agua y de las burbujas de aire en el interior del carrusel, en el que se mantienen en funcionamiento constante unos aceleradores de corriente.
Los resultados de las simulaciones realizadas permitieron comprender el comportamiento de los fluidos que hasta la fecha tan solo se intuían sin tener otros resultados que los empíricos derivados de la experiencia. Además, el análisis de los resultados permitió la caracterización del tiempo medio de residencia y la elaboración de sugerencias técnicas para la optimización del sistema.

Fases de la simulación:

• Modelizado tridimensional de todo el reactor biológico.
• Modelización de la zona de inyección de aire y de los aceleradores de corriente.
• Realización de múltiples simulaciones estacionarias con modelos multifase para la caracterización de la inyección de burbujas de aire.
• Análisis del comportamiento del reactor biológico en distintos modos de operación trabajando con distintas combinaciones de aceleradores funcionando a regímenes diferentes.
• Análisis de los resultados y propuesta de medidas correctoras.

SIMULACIÓN DEL MEZCLADO DE DOS EFLUENTES
Y ANÁLISIS DE LA DILUCIÓN DE SU CONTENIDO EN SAL

Las centrales para la desalación de agua precisan verter al mar la sal extraída del agua tratada (salmuera). En dicho proceso, es preciso controlar la salinidad final del vertido rebajándolo mediante su mezcla con agua de mar. La mezcla del efluente con el agua de mar en una misma canalización no es, en principio, garantía suficiente para la completa homogenización de la salinidad.

En este estudio se analiza por tamos el funcionamiento del mezclado del efluente con el agua de mar teniendo en cuenta las geometrías de la unión y de la tubería de vertido.
Se centra el análisis en la cuantificación de la evolución de la salinidad a lo largo de la tubería. Es importante señalar que la inyección del vertido en un lateral de la canalización no mezcla los dos efluentes pues no se forman turbulencias, y la homogenización ha de producirse por difusión y por la agitación derivada por la presencia de codos en el trazado de la tubería.

 

Fases de la simulación:

• Modelizado tridimensional de 250 metros de la tubería de vertido desde la unión teniendo en cuenta el codo presente a 50 metros del punto de inyección.
• Mallado exhaustivo del dominio fluido con elementos hexaédricos que permiten recoger todos los detalles de la difusión de la sal.
• Aplicación de modelos de concentración partículas y de modelos de difusividad.
• Realización de diferentes simulaciones, aplicando distintos caudales y concentraciones salinas, para representar los diversos modos de operación.
• Análisis del mezclado y cuantificación de la homogenización de la salinidad en el vertido final.

ANÁLISIS DEL RÉGIMEN DE VIENTOS SOBRE UNA CADENA MONTAÑOSA

La orografía de los sistemas montañosos interacciona constantemente con el viento incidente. El aire es reconducido a través de los valles y se acelera sobre las cimas de de los accidentes geográficos. Dicha situación conlleva la aparición localizada de vientos de velocidad muy superior a la velocidad media del viento incidente.
El conocimiento del comportamiento del viento sobre una cadena montañosa es de gran interés a la hora de planificar la construcción de tendidos eléctricos de alta tensión, pues su gran altura les hace sensibles a las rachas de viento sobre-aceleradas en las cimas.
Se plantea la simulación del campo de vientos en la cadena montañosa del Coll de Pal, en Cataluña, para determinar su influencia en la caída reiterada de las torres de alta tensión que cruzan la citada zona de estudio.
Tras el análisis se demostró que la canalización del viento a través de un valle colindante conduce una gran masa de aire hacia la zona del tendido eléctrico que se sitúa en la cima del Coll de Pal. Allí, el viento reconducido se suma al viento incidente y acelerado por lo abrupto del terreno, dando lugar a unas turbulencias que agraden al tendido eléctrico con rachas de más de 200 km/h, cuando el viento incidente sobre el sistema montañoso es de 140 km/h.

 

Fases de la simulación:

• Modelizado tridimensional del sistema montañoso, a partir de una nube de puntos cartográficos.
• Mallado del volumen fluido ubicado sobre la orografía modelada.
• Aplicación de modelos de turbulencia y de generación aleatoria de ráfagas de viento.
• Realización de varias simulaciones transitorias para analizar diferentes velocidades del viento con distinto ángulo de incidencia sobre el sistema montañoso.
• Análisis del comportamiento del viento y cuantificación de la velocidad de las ráfagas resultantes sobre la zona de paso del tendido eléctrico.

ESTUDIO COMPUTACIONAL 3D DEL COMPORTAMIENTO HIDRÁULICO DE LA INFRAESTRUCTURA DE ENCAUZAMIENTO

Las obras previstas para el encauzamiento de las aguas en el barranco Argamasilla abarcan diferentes arroyos secundarios. El fin de dicho encauzamiento es paliar las constantes riadas que afectan asiduamente a la ciudad de Écija (Sevilla).

La simulación en 2D no permite abarcar en toda su plenitud el análisis del encauzamiento. Por otro lado, era preciso analizar la evolución transitoria de la llegada de la riada y no suponer un flujo estacionario. Por esa razón se modelizó mediante ANSYS-CFX el estudio tridimensional de la llega da de la avenida, teniendo en cuenta la cota de agua sobre elevada del río Genil, que es donde desemboca el encauzamiento analizado.

La simulación muestra, en régimen transitorio, el comportamiento de la avenida, con un periodo de retorno de 50 años, en el último tramo del encauzamiento del barranco de Argamasilla. Los resultados demostraron que la solución constructiva inicialmente proyectada no tenía en cuenta el comportamiento de la avenida en los instantes iniciales. Cuando la avenida encuentra su salida bloqueada por las agua del río Genil recrecido, el agua impacta contra el techo, entra en presión y emerge por las rejillas superiores de aireación dando lugar a un resalto de reflujo que remonta por el interior de la canalización. Este estudio y sus resultados sirvieron para el correcto rediseño de la infraestructura.

 

Fases:

• Cálculo, para diferentes periodos de retorno, del caudal y de la cota sobre el nivel medio del mar.
• Análisis inicial en régimen permanente.
• Análisis transitorio para un determinado periodo de retorno.
• Análisis de los resultados obtenidos.
• Conclusiones.

ANÁLISIS DEL EFECTO DEL VIENTO SOBRE UN HELIOSTATO

El diseño y dimensionamiento de un equipo expuesto a las acciones del viento precisa de un minucioso análisis aerodinámico. En el caso particular de un heliostato, el gran tamaño de su espejo determina su resistencia al viento.
Para abordar este análisis en tiempo y precio razonable, la mejor opción es la simulación tridimensional mediante programas de CFD. Se introdujo en el programa el complejo modelo tridimensional del heliostato, con todos sus detalles y se simularon dos situaciones de funcionamiento: el espejo en posición vertical sometido a un viento de 100 Km/h, y el espejo en posición de seguridad abatido sometido a un viento de 150 Km/h.
Las simulaciones muestran el comportamiento del aire en su encuentro con el heliostato y permiten cuantificar las reacciones que se derivan de la interacción.
Se obtuvieron los datos de la fuerza de arrastre, el par de vuelco en la base del pilar, y la fuerza de levantamiento y el par de volteo de la articulación superior. Estas últimas acciones provienen de la deflexión del flujo del aire cuando el espejo se encuentra abatido.

 

Fases:

• Adecuación de la geometría tridimensional y generación del dominio fluido que rodea al heliostato.
• Mallado del dominio fluido con especial detenimiento en los detalles de la geometría y en los elementos de la capa límite. La malla final para el
cálculo se componía de 22 millones de elementos.
• Definición de las condiciones de acción del viento.
• Resolución de la simulación y monitorización de las fuerzas resultantes
• Análisis de los resultados obtenidos y conclusiones

ESTUDIO DE INFILTRACIÓN DEL OLEAJE A TRAVÉS DE UN DIQUE MARINO

El diseño y dimensionamiento de un dique marino para la protección de una plataforma artificial precisa de un estudio de estabilidad, de rebase de las olas y de infiltración en su interior.

Tradicionalmente se recurre a un modelo reducido para estudiar las características del dique. No obstante, el fenómeno de filtración no cumple las leyes de semejanza física cuando se realiza un modelo a escala. Para abordar este análisis en tiempo y precio razonable, la mejor opción es la simulación mediante programas de CFD.

Se introdujo en el programa todos los detalles de las distintas capas que componen el dique, caracterizando cada una de ellas por su porosidad y permeabilidad. Se genero una extensión de mar abierto de 300 metros de longitud y se acoplo al dique para que el agua fluyera dentro del mismo.
Las simulaciones muestran el comportamiento del oleaje en el mar, donde las olas rompen por su interacción con el fondo marino, y la incidencia de las mismas sobre el dique y la infiltración subsiguiente.
Los resultados permiten analizar el comportamiento de la infiltración y la evolución de la saturación de las distintas capas y del nivel freático.

 

Fases:

• Generación del modelo bidimensional de las distintas capas del dique y de la extensión de 300 metros de mar.
• Mallado de los dominios porosos que forman el dique y meticuloso mallado hexaédrico del dominio fluido que representa la extensión de mar abierto con oleaje.
• Definición del nivel freático inicial y generación transitoria del oleaje.
• Resolución de la simulación y monitorización de la evolución del nivel freático.
• Análisis de los resultados obtenidos.
• Conclusiones.

ACCIÓN DEL VIENTO EN UN CAMPO DE AEROGENERADORES

El comportamiento aerodinámico de un parque eólico viene condicionado por la orografía colindante. El registro del viento en la zona es limitado y los estudios en túnel de viento no recogen las características de la orografía junto con la presencia de aerogeneradores en movimiento.

Para obtener resultados más precisos y realistas, se plantea abordar el problema mediante técnicas de simulación fluido-dinámica (CFD). Los programas informáticos habituales y su planteamiento clásico, basados en el método de los volúmenes finitos, no alcanzan a estudiar con precisión y dominio tan grande con la presencia de aerogeneradores en movimiento.

Se aborda la problemática con el nuevo programa de simulación XFlow (de la empresa española Next Limit) y con el conocimiento del Departamento de Mecánica de Fluidos de INGECIBER.

Se introduce en el programa la superficie topográfica de la zona y se ubican con precisión los 28 aerogeneradores que componen el parque eólico. La extensión estudiada del terreno es de 432 Km2. Se libera el movimiento de rotación de las palas y se introduce el viento en el dominio siguiendo el perfil de velocidades predominantes. El refinamiento adaptativo de la retícula de discretización del cálculo permite captar el movimiento de los aerogeneradores y su influencia en la distribución del viento.

 

Fases:

• Escaneado laser de la topografía, digitalización del terreno y generación de la superficie virtual.
• Modelado tridimensional de un aerogenerador, clonación y ubicación exacta sobre el terreno.
• Introducción del perfil de velocidades del viento a la entrada del dominio fluido.
• Liberación del movimiento de la palas y simulación de la distribución del viento.

FLUJO EN UNA BALSA DE ALMACENAMIENTO Y BOMBEO

Se dispone un muro deflector a la entrada de una balsa de almacenamiento y bombeo de agua de mar. Para homogeneizar el flujo, se crean sendas aperturas en los laterales del cuenco de entrada. La operación de la balsa revela un problema en el recubrimiento del fondo justo delante de las aperturas laterales. El objetivo de la simulación es determinar las causas de dicha avería y determinar la cota de operación optima para evitar que el flujo lateral dañe el recubrimiento.

Se plantea una secuencia de simulaciones CFD con varios modos de operación que difieren únicamente en la cota del agua en la balsa. La cota del agua determina la masa de agua en el cuenco de entrada. Su interacción con el flujo entrante altera la proporción de agua que se alivia por las aperturas laterales y la velocidad de este flujo.

El estudio permitió comprender el origen del problema detectado y fijar la cota de agua optima para garantizar el correcto funcionamiento hidráulico de la balsa.

 

Fases:

• Generación del modelo geométrico tridimensional de toda la balsa y del sistema de bombeo.
• Extracción del dominio fluido y mallado del mismo con especial detenimiento en el mallado de capa límite.
• Imposición de las condiciones de contorno que definen cada modo de operación.
• Comparación de los resultados entre los distintos modos de operación.

ESTUDIO DE LA EVOLUCIÓN DE LA ONDA EXPANSIVA DE UNA EXPLOSIÓN

El diseño estructural de un edificio ubicado en una planta petrolífera ha de tener en cuenta las exigencias dinámicas derivadas en caso de ser alcanzado por de una onda expansiva debida a una explosión cercana. Para este dimensionado, el punto crítico es conocer la evolución temporal de los pulsos de sobrepresión y la ubicación de las zonas más expuestas. La simulación numérica computacional se presenta como la única opción técnica fiable frente a las formulas empíricas.

Se plantea el estudio transitorio de la evolución de un frente de onda plano que alcanza a la edificación. Se determina la necesidad de plantear dos posibles direcciones del frente de onda. En cada simulación se ubican sensores de presión en las zonas críticas y se obtienen los registros buscados.

Una ventaja de la simulación numérica computacional es la posibilidad de obtener estos registros en cualquier punto tras localizar las zonas más problemáticas.

Fases:

• Generación del modelo geométrico tridimensional de la edificación.
• Delimitar la zona de estudio y ubicar el edificio.
• Imposición de las condiciones de contorno que definen el frente de onda entrante y su pulso temporal.
• Monitorización de las presiones en los puntos problemáticos.

FLUJO DE AVENIDAS EN EL BARRANCO DE EL HIERRO

Se proyecta una obra para el encauzamiento del tramo final en el barranco del Hierro. Un estudio previo con un programa lineal predice un correcto funcionamiento de la infraestructura. Pero su diseño con cambios bruscos de cotas y con curvaturas bruscas, impuestas por el trazado natural del barranco, hacen sospechar que los resultados de un programa lineal no son aplicables.

Se plantea un simulación CFD con un modelo tridimensional de la infraestructura. En régimen transitorio se introduce el hidrograma de la avenida de diseño. La simulación multifásica revela el complejo comportamiento real de la avenida en la infraestructura. El estudio revela que, como se temía, el comportamiento del agua en una canalización tan acodada y con cambios bruscos de cota resulta ser muy turbulento. La canalización entra en presión en varios tramos y el agua desborda por las aperturas de aireación. El flujo máximo que se establece no alcanza el 85% del caudal de diseño.

La simulación de la avenida en la infraestructura proyectada permite comprender la problemática real y tomar la decisión de rediseñar y corregir los puntos problemáticos.

De esta forma se evita la construcción de una canalización que no cumpliría sus criterios de diseño.

 

Fases:

• Generación del modelo geométrico tridimensional de toda la canalización y el sistema de aireación.
• Extracción del dominio fluido y mallado del mismo con especial detenimiento en el mallado de capa límite.
• Imposición de las condiciones de contorno que definen la entrada del caudal de la avenida de diseño.

ESTUDIO DEL AVENCE DE LAS PARTÍCULAS DE SEDIMENTOS DURANTE EL PROCESO DE LAVADO DE UN TANQUE DE TORMENTAS

Se proyecta la construcción de un tanque subterráneo para el almacenamiento de las aguas de tormenta. Se prevé un alto grado de ensuciamiento debido a la sedimentación mientras el agua esta almacenada. Para abaratar los costes de mantenimiento, se diseña un proceso de lavado sin la actuación de operarios directos, que consiste en vaciar bruscamente un depósito situado en la cabecera del tanque, esperando que la avenida producida despegue, arranque y arrastre los sedimentos depositados.

La simulación directa de todo el proceso físico escapa a las capacidades de cualquier software actual. Por tanto, se adopta un enfoque ingenieril para simplificar el problema y hacerlo abordable.

En una primera fase se estudia el proceso de la avenida provocado por la descarga del depósito de cabecera. Conocidos los arrastres inducidos por dicha avenida, se discretiza espacial y temporalmente el fenómeno de arrastre de las partículas y se cuantifica se avance en cada estado del flujo de la avenida.

Los resultados mostraron que los sedimentos son arrastrados de la primera mitad del tanque, pero que estos se acumulan en la parte final y muy poco salen del tanque.

 

Fases:

• Generación del modelo geométrico
• Estudio transitorio del flujo de la avenida. Estudio discretizado del avance de las partículas
• Cuantificación del grado de avance final de las partículas a lo largo del tanque de tormentas.

ESTUDIO DEL FLUJO Y DE LA AIREACIÓN EN UN REACTOR DE UNA EDARI

El dimensionado de un reactor de una Estación de Depuración de Aguas Residules Industriales (EDARI) ha de enfocarse hacia un movimiento uniforme de los lodos que evite la formación de zonas muertas propensas a la sedimentación y una correcta aireación para favorecer la digestión aerobia de los residuos orgánicos. Se plantea un diseño de reactor en carrusel con un sistema de aireación compuesto por unos aireadores superficiales. Se espera que la agitación superficial del lodo introduzca suficiente aire en el dispositivo.
Se plantea una simulación de todo el conjunto del reactor de la EDARI para comprobar la calidad de la aireación.
Como resultados se aprecia las características del flujo que se establece y el arrastre del oxígeno introducido por los agitadores superficiales. La aireación resulta muy localizada e insuficiente, pues por debajo de los agitadores superficiales hay una gran parte del flujo que no se ve aireado.
Tras este estudio se aprobó la búsqueda de alternativas para conseguir una aireación más eficaz.

Fases:

• Generación del modelo geométrico tridimensional del reactor de la EDARI con sus
aceleradores de corriente y sus agitadores de superficie.
• Extracción del dominio fluido, establecimiento de las condiciones de contorno y de los flujos aportados por los dispositivos de la instalación.

MOVIMIENTO DE FLOTACIÓN DE BOYAS MARINAS PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA

Se proyecta la construcción de un sistema de generación de energía a partir de las olas del mar. Su funcionamiento se basa en la flotación de unas boyas de gran tamaño que al desplazarse con el oleaje generan un movimiento relativo respecto a una estructura de soporte fija. Un análisis preliminar requiere determinar la ubicación relativa de las boyas, para adecuarse a la longitud de onda de las olas predominantes y para evitar que se produzcan “sombra” mutuamente.
Se plantea una simulación CFD con un modelo tridimensional de múltiples configuraciones de boyas. En régimen transitorio se introduce el oleaje en el modelo y se libera el movimiento de flotación de las boyas, que estará gobernado por las fuerzas de flotación y la gravedad. En todo momento se captura la altura de las olas y el movimiento de las boyas.
Se estudia varias configuraciones donde se analiza la influencia entre boyas en función de la distancia relativa que las separa. Para un óptimo funcionamiento es preciso que la distancia lateral y longitudinal (según el sentido de la corriente) sea superior a 1,5 veces el diámetro de las boyas cilíndricas.
El estudio de la superficie libre del agua, unido al movimiento de los sólidos rígidos que flotan, determinan la necesidad que utilizar un programa de simulación sin malla. En este caso el software XFlow, de la empresa Next

Limits, que con su tecnología de partículas y de retículas de refinamiento adaptativos consiguen caracterizar el complejo comportamiento físico estudiado.

Fases:

• Generación del modelo geométrico tridimensional de las boyas ubicadas en el dominio fluido.
• Definición del algoritmo de cáculo, del paso de tiempo y del refinamiento de la retícula.
• Imposición de las condiciones de contorno que definen la entrada del oleaje
• Monitorización de la superficie libre y del movimiento de las boyas.

ESTUDIO DE LA RUPTURA DE UN TUBO EN IN INTERIOR DE UN INTERCAMBIADOR

El correcto dimensionado de un intercambiador de calor ha de tener en cuenta la posible ruptura de un tubo en su interior. Esta hipótesis de diseño se complica si el fluido que se encuentra alrededor de los tubos es incompresible (se encuentra en fase líquida) y se produce una sobrepresión puntual debido a la fuga de un tubo. En esta situación, la onda de presión recorre el interior de la carcasa y puede provocar la ruptura de uno de los extremos.

Se plantea una simulación transitoria donde se introduce un pulso de presión en el centro del dispositivo. La complejidad de la geometría, que presenta más de 1200 tubos, hace que este problema sea inabordable con los programas de simulación CFD clásicos, pues el dominio fluido resulta imposible de mallar con la precisión necesaria.

Como alternativa, se planteó el estudio con el novedoso software XFlow, de la empresa Next Limit, que aplica la teoría de la mecánica de fluidos mediante la discretización con una retícula adaptativa de cálculo, que es capaz de recoger toda la complejidad geométrica del dispositivo.

Fases:

• Generación del modelo geométrico tridimensional del intercambiador con todos sus tubos.
• Definición de las condiciones de contorno y del pulso de presión que simula la ruptura de un tubo.
• Simulación transitoria del proceso de propagación de la onda de presión.

EFECTO SOBRE UNA AVENIDA DE LA INCORPORACIÓN DE RASTRILLOS PARA FRENAR EL FLUJO DE AGUA

Tras los trágicos acontecimientos acaecidos en Tenerife, se estudia el comportamiento hidráulico de las soluciones constructivas empleadas en el cauce de un río.

Ante la imposibilidad de realizar un modelo reducido del cauce que tenga en cuenta la presencia de rastrillos disipadores y los efectos del lecho móvil provocados por el arrastre de sedimentos, se plantea una simulación CFD con un modelo tridimensional, que muestre el comportamiento del flujo de agua.

Se plantea una simulación transitoria donde el flujo de la avenida se establece en el cauce. Una vez establecido el flujo, se modifica numéricamente la rugosidad del lecho para representar el efecto de la acumulación de sedimentos.

La herramienta de simulación CFD permite analizar la evolución del flujo, los calados en cada punto, el efecto erosivo sobre el lecho y los puntos de desbordamiento.
Los resultados muestran el mismo comportamiento del flujo de la avenida que el observado y filmado durante el trágico suceso.

 

Fases:

• Generación del modelo geométrico tridimensional del cauce del río con los detalles de los rastrillos disipadores.
• Extracción del dominio fluido objeto del estudio
• Mallado del dominio con refinamiento de capa límite.
• Definición del flujo de la avenida y monitorización de su evolución.
• Modificación de la rugosidad del lecho cuando el flujo principal queda establecido.

MURO DEFLECTOR EN UNA CAJA DE BOMBAS PARA OPTIMIZAR EL FLUJO

Se proyecta la modificación del modo de operación en una caja de bombas. La adición de una bomba adicional modifica el flujo que se establece en la cantara y las turbulencias que se desprenden son succionadas por las bombas comprometiendo su funcionamiento.

Se plantea una simulación CFD con un modelo tridimensional, que muestre el comportamiento del flujo de agua en la caja de bombas, y se plantean varias opciones para un muro deflector que optimice el funcionamiento global, contemplando los distintos modos de operación.

La herramienta de simulación CFD permite analizar cada caso, y lo que es más importante, poderlos compara entre sí.

Los resultados muestran como una pequeña modificación en la longitud del muro o en su ángulo de salida, altera el comportamiento del flujo en toda la cantara. Tras varias iteraciones en el proceso de diseño y análisis, se optimiza el diseño del muro deflector.

 

Fases:

• Generación del modelo geométrico tridimensional de la cantara y de las cajas de bombas.
• Extracción del dominio fluido objeto del estudio
• Mallado del dominio con refinamiento de capa límite.
• Preparación de varias soluciones técnicas con distintos muros deflectores
• Definición de las condiciones de contorno que simulan los distintos modos de operación.
• Comparación de los resultados
• Optimización del diseño del muro deflector.
• Validación de la solución adoptada verificando su comportamiento en todos lo modos de operación.

ACCIÓN DEL VIENTO EN UN HUERTO SOLAR

Los paneles solares que conforman un huerto solar están expuestos a las acciones climatológicas, entre las que se encuentran las fuertes rachas de viento que suceden de forma ocasional. Este fue el caso del huerto solar de Vejer de la Frontera, que en Abril de 2011 sufrió desperfectos debidos al viento.

Los datos registrados por los anemómetros de la zona reflejan la gran velocidad del viento en los puntos de medida, pero no se dispone de datos fiables en la ubicación del huerto solar.
Se plantea el estudio de la acción del viento los alrededores del huerto solar de tal forma que en los puntos de control donde se ubican los anemómetros se recojan los mismos valores que los observados, tanto en velocidad como en dirección del viento. En esta situación, se analiza la velocidad del viento en la localización exacta del huerto solar y de los paneles solares afectados.

Los resultados demuestran que la orografía colindante altera el comportamiento del viento y que al reproducirse las condiciones observadas en Abril de 2011, la zona del huerto solar se ve barrida por vientos de mas de 115 Km/h, lo que supera la resistencia mecánica de diseño de los paneles.

 

Fases:

• Generación del modelo geométrico tridimensional de la orografía del terreno en la zona del huerto solar.
• Imposición de las condiciones de contorno que definen el viento observado y verificación mediante sensores ubicados en la posición de los anemómetros de referencia.
• Monitorización de la velocidad del viento en la zona del huerto solar.

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