Metodología para la predicción numérica de plumas de flotabilidad negativa procedentes de vertidos de salmuera : calibración y validación con datos experimentales y de campo

Abstract

RESUMEN: Los vertidos al mar de salmuera procedentes de plantas desaladoras se han convertido en una preocupación medioambiental debido a la evidencia de sus efectos negativos sobre ecosistemas protegidos sensibles. Para poder minimizar el impacto de la salmuera mediante el diseño adecuado de los sistemas de vertido, es necesario contar con herramientas numéricas de predicción del comportamiento de este tipo de efluentes tanto en la región de campo cercano como en la región de campo lejano. La presente tesis doctoral lleva a cabo la caracterización experimental mediante avanzadas técnicas ópticas (PIV-PLIF) de la corriente de densidad propia del campo lejano, así como la definición de la configuración óptima de los modelos hidrodinámicos tridimensionales para predecir correctamente su evolución. Finalmente, se presenta una metodología de acoplamiento de modelos numéricos validados de campo cercano y lejano para la predicción del comportamiento global de los vertidos de salmuera, la cual es validada con datos de campo procedentes de una planta desaladora ubicada en la costa de Gran Canaria.

ABSTRACT: Brine discharges into the sea from desalination plants are a growing worldwide environmental concern due to their increasing occurrence and their negative impact on marine ecosystems. In order to minimize the impact of the brine through proper discharge system designs, numerical tools capable of predicting the behavior of this kind of effluents in both the near field and the far field region are necessary. The present thesis shows an experimental characterization of saline density currents common in the far field using non-intrusive PIV (Particle Image Velocimetry) and PLIF (Planar Laser Induced Fluorescence) techniques, as well as the establishment of the optimum set-up of three-dimensional hydrodynamic models to predict its evolution. Finally, a coupled modelling methodology between near and far field validated numerical models is presented to predict the global behavior of brine discharges. Furthermore, the developed methodology is validated against salinity measurements in the brine plume generated by the discharge of a desalination plant in the Canary coast.