Invent se adjudica concurso de modelización CFD en Bilbao

El Consorcio de Aguas de Bilbao Bizkaia ha adjudicado a la empresa alemana Invent, representada en exclusiva en España por Iberospec SL, el contrato para la modelización de la aireación en los reactores biológicos de la EDAR de Galindo (Bilbao).

Figura 1: Zona de aireación de la EDAR de Galindo – Modelo 3D CAD

Mediante concurso público (EXP. Nº 2082: ASISTENCIA TÉCNICA PARA LA ELABORACIÓN DE UN ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO HIDRÁULICO Y TRANSFERENCIA DE OXÍGENO EN LOS REACTORES BIOLÓGICOS DE LA EDAR DE GALINDO), la empresa Invent ha sido seleccionada para realizar un estudio de la aireación en los reactores biológicos, que se realizará mediante tecnología CFD (Computational Fluid Dynamics) en donde se simularán diferentes condiciones de trabajo.

De cara a desarrollar este tipo de simulaciones CFD, Invent cuenta con más de 20 años de experiencia tanto en la realización de simulaciones numéricas como en optimización y modelización de equipos y sistemas hidráulicos.

Figura 2: Tanque de oxigenación en la EDAR de Galindo – Modelo 3D-CAD de alta resolución

Objetivo:

El estudio tiene como principal objetivo analizar las características de flujo del efluente y la dispersión de la fase gaseosa dentro de los tanque de aireación de la EDAR de Galindo. Más concretamente se pretende determinar la existencia de posibles cortocircuitos hidráulicos y zonas muertas, así como detectar zonas con baja oxigenación. Basándose en los resultados de la evaluación de varios casos, se estudiarán posibles mejoras en el diseño general.

Figura 3: Dispersión del aire en los reactores de la zona de aireación

Gracias a la utilización de las herramientas de software más sofisticadas del mercado para los cálculos de CFD y a un Clúster de cálculo de alto rendimiento, Invent es capaz de realizar simulaciones complejas y analizar numéricamente todos los parámetros de proceso relevantes en el ámbito del tratamiento de aguas y aguas residuales.

Metodología:

Para hacer estas simulaciones CFD, se utilizará una modelización multifase Euler-Euler continuo-dispersa. En una primera serie de simulaciones se considerará la fase gaseosa como monodispera, asumiéndose un diámetro de burbuja de 2.0mm. No obstante, en algunos casos se utilizarán modelos físicos más complejos que ayuden a reproducir el diámetro real de las burbujas, en los cuales se añadirán ecuaciones para describir los procesos de coalescencia y destrucción de las burbujas. En términos generales se aplicará la metodología utilizada por Le Moullec e al.[1]

Figura 4: Dispersión del aire en los reactores de la zona de aireación (detalle)

En cuanto a la modelización del volumen físico a simular, Invent utiliza mallados numéricos de alta resolución. Para una de las zonas se ha utilizado una malla numérica de 40 millones de elementos. El así denominado “mallado” es la formulación numérica del espacio tridimensional de interés y consiste en la discretización espacial del dominio físico en un número de volúmenes en los que resuelven las ecuaciones utilizadas en el modelo físico (entre otras, las ecuaciones de Navier-Stokes).

En Invent se trabaja en conjunto entre el departamento de simulación numérica y el grupo de I+D encargado de realizar estudios experimentales y en instalaciones a escala real y en laboratorio, pudiendo de esta forma verificar y contrastar regularmente la calidad de los resultados numéricos obtenidos con resultados empíricos.

[1] Flow field and residence time distribution simulation of a cross-flow gas-liquid wastewater treatment reactor using CFD