La Zona de Mezcla es una área aguas abajo de la descarga de un efluente donde se produce una dilución inicial y se extiende para cubrir la mezcla secundaria en un cuerpo o curso de agua receptor.
Una Zona de Mezcla es una zona de impacto donde los criterios de calidad del agua se pueden exceder pero se previenen condiciones de toxicidad aguda (no se deben pasar los Límites Máximos Permisibles). Al final de la Zona de Mezcla se deben cumplir los criterios de calidad de agua - ECA.
En este artículo hablaremos sobre las ventajas de utilizar OpenFOAM para el modelamiento de la Zona de Mezcla.
Otros softwares para modelamiento de Zona de Mezcla: Visual Plume
La EPA creó en el 2003 el software VisualPlume que comprendía un análisis transiente pero en 1D. Puede simular plumas sumergidas, simples y múltiples en ambientes estratificados. Sus capacidades incluyen análisis de sensibilidad y decaimiento de patógenos en base de procesos físicos.
Si bien su nombre dice Visual, solo es visual para ingresar los datos, pero los resultados son tabulares, es decir, no genera gráficos ya que su análisis es unidimensional. El modelo no ha sido actualizado desde el 2003.
Cormix
El software Cormix es utilizado para modelar la pluma contaminante en el zona cercana al efluente. Es un modelo que utiliza parámetros del régimen de flujo y las características de diseño del emisor para predecir la evolución de la pluma del efluente . CORMIX puede simular una variedad configuraciones de difusores incluyendo arreglos individuales y múltiples.
Este software es comercial y requiere la compra de licencia. Cormix tiene limitaciones que se vuelven aparentes en la simulación a largo plazo del vertimiento (URS, 2008).
¿Por qué utilizar OpenFOAM?
OpenFOAM es un software de modelamiento de dinámica de fluidos computacional (CFD en sus siglas en inglés), sus ventajas son las siguientes:
- Es un código libre, accesible y respaldado por una amplia cantidad de usuarios.
- Este software de modelamiento numérico CFD estima y predice con gran precisión el comportamiento de distintos fenómenos físicos.
- Posee herramientas de compatibilización con otros preprocesadores (Salome, ANSYS, etc)
- Posee una gran cantidad de solucionadores dirigidos a resolver una amplia cantidad de problemas típicos (Mecánica de Fluidos, Transferencia de calor, etc) y con libertad de modificarlos basado en criterios particulares.
- Contiene métodos preprogramados de discretización y mallado (BlockMesh, SnappyHexMesh, etc).
- Posee rapidez de cálculo frente a otros softwares y puede procesarse en paralelo con la cantidad disponible de procesadores.
¿Por qué OpenFOAM para Zona de Mezcla?
OpenFOAM puede simular condiciones complejas de flujo que involucran reacciones químicas, turbulencia y transferencias de calor. OpenFOAM utiliza un cálculo basado en volúmenes finitos para resolver sistemas de ecuaciones diferenciales en cualquier grilla irregular. Los solucionadores de flujo son desarrollados en una plataforma robusta, implícita, de velocidad-presión e iterativa.
Un video que demuestra la potencialidad de OpenFOAM para el modelamiento de Zona de Mezcla se muestra a continuación.
Esta entrada ha sido publicada originalmente el el blog de Gidahatari y replicada aquí con su expreso consentimiento.
