Validación experimental de diferentes teorías para el diseño del sistema de aireación

Abstract

En Colombia, le generación de energía hidráulica representa un 69.9 % del consumo total, sumado a los grandes proyectos de centrales hidráulicas con represamiento de agua, representan un pilar para el desarrollo de la economía colombiana. Estas centrales controlan el nivel del embalse mediante compuertas de regulación ubicadas en los canales de descarga. Para el correcto funcionamiento de estos, se deben emplear sistemas de aireación, los cuales permiten oxigenar el agua, evitar problemas de cavitación, vibración en la estructura y garantizar la operación de la presa. Para investigar los efectos que se producen en los canales hidráulicos de las presas, se han realizado gran variedad de experimentos con modelos a pequeña escala durante un largos período de tiempo, lo que generalmente representa problemas como costos elevados de diseño e investigación, dificultades de medición y registro de datos, problemas de escalado, disponibilidad de equipos entre otros. Las formulaciones empíricas planteadas a lo largo del tiempo por diversos investigadores y catedráticos son fundamentales para el diseño y construcción de sistemas de aireación en túneles de descarga cerrados con compuertas sometidas a altas presiones, sin embargo, a raíz de la diversidad de las variables de funcionamiento y operación a escala real de los canales, se requiere precisar los valores tanto en modelos analíticos como en modelos experimentales y con ello confrontar los resultados que permitan realizar diseños acordes a las necesidades. El objetivo de esta propuesta consiste en fabricar un prototipo reducido de un canal hidráulico que permita generar un banco de resultados experimentales con el fin de validar modelos computacionales a futuro. Para el desarrollo del proyecto se plantea inicialmente realizar un estado del arte concerniente a los modelos de cálculo para el sistema de aireación, cargas hidrodinámicas sobre las compuertas, luego se realizar el escalado de la descarga partiendo de modelos empíricos y finalmente se realiza la construcción y pruebas del canal, contrastando resultados teóricos y experimentales.