Estudio experimental de la eficiencia de mezcla en depósitos de abastecimiento de agua

Resumen

El fenómeno de la mezcla en depósitos de abastecimiento de agua tiene un efecto directo en la calidad del líquido saliente —por la creación de zonas de mezcla pobre y la estratificación—, que puede tener efectos negativos en la salud pública. El diseño de un depósito de abastecimiento debe considerar las condiciones de entrada y salida, así como su orientación, en caída libre o jet, para prevenir la formación de esas zonas. En este artículo se presentan los experimentos realizados en un modelo físico a escala reducida, considerando tres entradas diferentes (una por tubería y dos en caída libre), fijándose como objetivo decidir cuál de estas entradas consigue la mejor eficiencia de la mezcla. Además, se han estudiado los efectos que pueden producir las columnas que sostienen el techo del depósito sobre la eficiencia de la mezcla. Se ha realizado un tratamiento digital de las imágenes, con resultados de tipo cualitativo, que muestran que el flujo que sale por la tubería consigue una eficiencia mayor que el que se produce por las caídas libres tanto en modelo como en prototipo, debido al momentum horizontal que la primera de ellas imprime al flujo. Es importante destacar que el tiempo para mezclar el volumen almacenado depende de la distancia entre la entrada y la pared opuesta, así como de su orientación. En términos de las columnas, despreciando los efectos viscosos de escala y teniendo en cuenta todo el depósito, las columnas tienen un efecto negativo en la eficiencia de la mezcla, a pesar de dividir el flujo creando zonas de turbulencia local, ya que absorben energía del flujo y deterioran la velocidad de la mezcla en general.