Abstract

VELAZQUEZ-ARAQUE, Luis  and  CHICA, Johan. Análisis y mejora hidráulica de un estanque de maduración mediante Dinámica de Fluidos Computacional. Rev.fac.ing.univ. Antioquia [online]. 2023, n.109, pp.56-68.  Epub Nov 02, 2023. ISSN 0120-6230.  https://doi.org/10.17533/udea.redin.20221101.

Especialmente en pequeñas comunidades, se presta poca atención a las características hidráulicas de los sistemas de tratamientos de aguas residuales. Motivado en esta problemática, y empleando el paquete fluidodinámico de ANSYS, se realizó la evaluación hidrodinámica del flujo de agua residual en un estanque de maduración de una planta rural. Para la modelación estacionaria de los campos de velocidad y turbulencia, se empleó el modelo estándar k-ε; y para la modelación transitoria del transporte del trazador virtual, se utilizó el modelo de transporte de especies sin reacción química. Posteriormente, se elaboró el análisis de la distribución de los tiempos de retención, a fin de obtener los patrones de flujo que gobiernan la hidrodinámica de la laguna. Los resultados revelaron la presencia de cortocircuitos hidráulicos, zonas estancadas y recirculaciones; en consecuencia, a deficiencias de diseño y condiciones operativas a través de los años. Ante esta situación, y por recomendación bibliográfica, se propusieron nuevas geometrías modificadas con deflectores longitudinales y transversales al 70 y 90% en relación al ancho y longitud del estanque. Producto de ello, las características hidráulicas mejoraron notablemente para todos los casos; sin embargo, los modelos configurados al 90% alcanzaron mayor eficiencia.

Keywords : Tratamiento de aguas residuales; dinámica de fluidos computacional; distribución de tiempos de retención; trazador virtual; deflectores.

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