Simulación numérica del flujo de un tramo fluvial con una turbina de paso situada en su lecho y los efectos en el comportamiento de su lámina libre

Abstract

Las turbinas de paso o WCT (Water Current Turbines) abren nuevas y mayores posibilidades, con grandes ventajas en cuanto al aprovechamiento hidroeléctrico. Éstas evitan las construcciones de costosas presas y reducen considerablemente el impacto medioambiental que producen otras soluciones de aprovechamiento energético. Pero a su vez esta solución plantea una serie de nuevos retos tecnológicos, debido a sus diseños sin todavía ningún tipo de estandarización y pocos antecedentes en su utilización. Además, a todo esto hay que agregar la complejidad que añade el estudio del comportamiento del flujo del río donde deben instalarse. El modelo que se analiza en el presente trabajo representa un tramo fluvial con una turbina de paso axial situada en su lecho. Dicho modelo se analiza mediante la técnica de simulación numérica CFD (Computational Fluid Dynamics) y la turbina de paso se representa introduciendo en el cauce del río un bloque constituido por un medio continuo poroso para representar las perturbaciones que esta introduce y sus intercambios energéticos con el flujo del cauce. En este artículo se analizan las velocidades alcanzadas en las distintas zonas del río, presiones, líneas de corriente, y el comportamiento de la lámina libre que resulte de la presencia de la turbina representada a través de un bloque de medio poroso. Con este trabajo se estudia un eslabón importante en la cadena de desarrollos necesarios para el diseño y factibilidad de aplicación y puesta en marcha de una turbina de paso que está actualmente en desarrollo por los autores. (Oller et al., Revista Iberoamericana de Ingeniería Mecánica, Vol.16 Nº1 pp. 03-16 (2012)).