Optimización experimental y numérica de vertidos hipersalinos en el medio marino

Abstract

RESUMEN: Los vertidos al mar de la salmuera de las plantas desaladoras es una reciente preocupación medio ambiental para la que no existe normativa. Esta Tesis trata de solventar esta carencia, desarrollando una Guía Metodológica para el diseño de los vertidos al mar de la salmuera, minimizando su impacto sobre el medio marino. El desarrollo de esta guía ha requerido profundizar en algunos aspectos en los que existen vacíos de conocimiento científico, como es el comportamiento de estos vertidos con flotabilidad negativa y su predicción mediante modelado. Para ello, en el marco de esta Tesis, se han realizado ensayos experimentales con técnicas ópticas avanzadas, PIV y PLIF, analizando sus resultados para comprender los procesos hidrodinámicos y de mezcla del flujo. Además, se han analizado de forma crítica y validado los modelos comerciales más utilizados en la simulación de vertidos de salmuera con el fin de evaluar su fiabilidad. Finalmente, se han desarrollado nuevas herramientas de modelado numérico, “brIHne”, como una alternativa mejorada a los modelos comerciales, haciéndolas accesibles a potenciales usuarios a través de un portal web.

ABSTRACT: Brine discharge into seawaters is a recent environmental concern for which at the moment there is no regulation in place, causing uncertainties in the environmental evaluation of this type of discharges. This thesis aims to solve this lack by developing a methodology to design brine discharges aiming to minimize the potential impact on the marine environment. The development of this guide has required to deep in some aspects with gaps in scientific knowledge, especially those related to the behavior of negatively buoyant effluents and its prediction by modeling. Therefore, in this thesis framework, a set of experimental tests has been carried out by using PIV and PLIF advanced optical techniques. The experimental results have been analyzed to better understand the hydrodynamic and mixing processes within the flow. Furthermore, the most used commercial models to simulate brine discharges have been critically analyzed and validated with experimental data in order to assess their reliability and feasibility in the simulation of brine discharges. Furthermore, new numerical tools, “brIHne”, have been developed within the Thesis, as an improved alternative to commercial models, making them available to end users through a website.