Validación de un Modelo Numérico para la Caracterización Hidráulica de las Obras de Evacuación de la Presa Los Molinos – Jujuy

Abstract

En este trabajo se reportan avances en el proceso de validación del esquema computacional adoptado para simular flujos turbulentos a superficie libre en obras de evacuación de excedentes hídricos de la Presa Los Molinos. Esta presa está localizada un kilómetro aguas abajo de la confluencia de los ríos Reyes y Grande en la provincia de Jujuy, Argentina. Actualmente, la presa y sus obras de evacuación presentan dificultades en su operación debido a la colmatación con sedimentos en la región aguas arriba de la presa, la existencia de erosiones significativas aguas debajo de la presa y desgaste en la estructuras de descarga de la presa por abrasión. Para evaluar el diseño propuesto para dar solución a esta problemática, se construyó un modelo físico tridimensional de la Presa Los Molinos en las instalaciones del Laboratorio de Hidráulica de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la Universidad Nacional de Córdoba. En este modelo físico se evaluaron los patrones de flujo turbulento para distintas condiciones experimentales utilizando la técnica de Velocimetría por Seguimiento de Partículas (PTV por sus siglas en inglés). Además se registraron parámetros hidráulicos particulares que describe el funcionamiento de las obras de evacuación (tirantes, caudales volumétricos, longitud de salto, etc.).
Sobre la base de las observaciones experimentales para el diseño propuesto, se implementó un modelo numérico que una vez validado permitirá evaluar alternativas de diseño en obras hidráulicas de este tipo. El esquema de modelación utilizado que permite resolver la ecuaciones para flujo a dos fases (agua-aire), pertenece al paquete de código libre y abierto OpenFOAM® (Open Field Operation and Manipulation). El modelo numérico se validó utilizando las condiciones experimentales evaluadas en el modelo físico, contrastando campos de velocidad media, zonas de recirculación y separación del flujo, caudales volumétricos de flujo, etc.