Análisis de eficiencia de torres de captación de agua marina y difusores submarinos con modelación numérica: aplicación a plantas desalinizadoras

Abstract

La velocidad de extracción de agua de mar, al igual que la descarga de salmuera Son dos etapas colaterales de vital importancia en los procesos de desalinización del agua de mar, los cuales pueden tener repercusiones significativas en el medio marino donde se realicen, por lo que el poder predecir dichos comportamientos por medio de simulaciones nos permite verificar la funcionalidad de ambos proceso al igual que comprobar si los diseños de la torre de captación (TC) y de los difusores submarinos (DS) cumplen con las normativas internacionales para conservar el medio ambiente. Por lo anterior, en el presente trabajo se implementó el uso de SolidWorks Flow Simulation para modelar y simular una TC y un DS bajo los efectos ambientales de las 4 estaciones climáticas, ubicadas en el océano pacifico, en las costas de San Quintín, Baja California, México. La desalinización juega un papel fundamental para generación de agua dulce a nivel mundial, especialmente en países los cuales no cuentan con fuentes de agua dulce y el único acceso a este recurso hídrico indispensable para la vida solo puede ser obtenido por medio de este proceso, por lo que el poder simular y comprobar el correcto funcionamiento de sus procesos se ha vuelto de gran interés en la comunidad científica. En este trabajo se diseñó la interacción de la TC a 15 m bajo el nivel del mar en estado de reposo, lo que resulta fundamental para comprender su desempeño hidrodinámico ideal y de igual forma se implementaron las corrientes marinas de cada época climática para demostrar su influencia en el proceso de extracción de agua. Por otra parte, Se diseñó un DS, a 18 m de profundidad, donde se mostró el comportamiento de las plumas salina en estado de reposo al igual que simular la interacción entre las plumas salinas y las corrientes marinas y como estas influyen en la dirección de descarga, así como el porcentaje de dilución de la salmuera y la longitud que logra alcanzar la pluma antes de diluirse en su totalidad. Los resultados obtenidos en el estudio de la TC y en el DS muestran que el modelo numérico SolidWorks Flow Simulation es capaz y reproducir exitosamente los procesos de extracción de agua de mar y de descarga de salmuera de una manera muy aproximada a la realidad. De la misma manera, bajo las normativas nacionales e internacionales se demuestra que la TC no sobre pasa la velocidad máxima permitida de extracción. De igual forma, las plumas salinas de descarga logran diluirse en su mayoría en una distancia menor a la requerida por la normativa, lo cual sirve como validación de los resultados.