Laboratorio de Hidráulica
Laboratorio
O Laboratorio de Hidráulica do CITEEC conta cunhas instalacións que lle permiten abordar problemas vinculados a case calquera ámbito da enxeñería hidráulica, incluíndo tanto fluxos en presión como en lámina libre. Nos últimos anos, o Laboratorio de Hidráulica do CITEEC especializouse no desenvolvemento de modelos físicos e matemáticos vinculados aos sistemas de auga urbana, para o que se mantén unha estreita colaboración co Laboratorio de Enxeñería Sanitaria e Ambiental do centro.
No ámbito do abastecemento o laboratorio conta con tres circuítos de tubaxes a presión para o estudo da eficiencia deste tipo de sistemas. Entre eles destaca o modelo físico MEDUSA, unha instalación punteira que modela o ciclo urbano da auga da cidade da Coruña. O gran número de equipos de medida cos que conta o modelo é xestionado mediante sistemas avanzados TICs que permitirán desenvolver novas estratexias de xestión baseadas na aplicación de Intelixencia Artificial e Machine Learning.
Respecto ao saneamento e drenaxe urbano, o laboratorio conta con dous simuladores de choiva de gran tamaño, 36 e 100 m2 respectivamente, nos que se simulan os procesos de transformación de choiva-escorrentía que se dan en concas urbanas. Estes modelos tamén consideran a drenaxe da escorrentía xerada a través de redes de tubaxes e as interaccións que se producen coa superficie a través de pozos e imbornais. Os traballos desenvolvidos abordan a modelización dos procesos hidráulicos involucrados incluíndo estudos de inundación, análise do lavado e transporte de contaminantes en concas impermeables, e a implantación de técnicas de drenaxe urbana sostible (SUDS) para a mellora do sistema de auga urbana en termos de cantidade e calidade de auga.
Ademais destas instalacións permanentes, o laboratorio tamén dispón de espazo para proxectos relacionados con sistemas acuáticos naturais como ríos ou encoros. Algúns exemplos de liñas de traballo desenvoltas neste ámbito son:
- Desenvolvemento e calibración de modelos de calidade de augas superficiais.
- Establecemento e explotación de estacións de control de calidade de augas en sistemas de auga urbana e medio natural.
- Análise mediante estudos de campo e modelización matemática de perturbacións da calidade de auga por verteduras de cargas contaminantes urbanas e industriais.
- Procesos de desembocadura de ríos (zonas deltaicas, rías).
- Hidráulica fluvial (restauración de marxes e ribeiras).
- Obras hidráulicas (presas e aproveitamentos hidroeléctricos).
- Hidráulica de depuradoras.
Infraestrutura
O laboratorio sitúase nunha nave de máis de 1000 m2 que conta con tres sistemas independentes de achega de auga en circuíto pechado cunha capacidade de 60, 120 e 400 L/s. A soleira, apta para o paso de camións, permite a construción de modelos físicos de grandes dimensións. Actualmente, o laboratorio conta cunha canle de 30 m de lonxitude e 2 m de altura, un modelo dunha presa a escala 1:40, dous modelos para o estudo da hidrología urbana, dous sistemas de tubaxes a presión para a análise da eficiencia de redes de abastecemento e un modelo integral a escala do ciclo urbano da auga na cidade da Coruña.
Simular de choiva-escorrentía dun tramo de rúa a escala real
Modelo a escala real dunha sección de drenaxe urbana de 36 m2 para o estudo da transformación de choiva escorrentía e o transporte de contaminantes en superficie e na rede de tubaxes. As características do modelo son as seguintes:
- Pavimento de formigón con pendente transversal de 2% e lonxitudinal de 0.5%.
- Simulador de choiva capaz de xerar intensidades de 30, 50 e 80 mm/ h.
- Canle xerador de escorrentía superficial augas arriba.
- Dous imbornais e unha canle de recollida de escorrentía augas abaixo.
- Sistema de drenaxe composta por tubaxes de PVC de diámetros 85 e 190 mm.
Plataforma científica para ensaios de escorrentía urbana
Modelo a escala real dunha intersección urbana para o estudo do proceso de transformación choiva- escorrentía e mobilización de contaminantes en superficie e a través da rede de colectores. As características do modelo, que ten unha superficie total de 100 m2, son as seguintes:
- Conta cun dos simuladores de choiva máis grandes do mundo, podendo xerar precipitacións con intensidades de 30, 50 ou 80 mm/ h.
- A superficie do modelo consiste na intersección de dúas rúas de maneira perpendicular. O firme é de formigón cunha pendente transversal do 2% e lonxitudinal do 1%. Ten catro módulos de edificación intercambiables para a análise de diferentes tipoloxías de cubertas e técnicas SUDS, por exemplo cubertas vegetadas ou sistemas filtrantes. Como configuración inicial instaláronse tellados de tella cerámica curva e con pendente regulable.
- Dispón de catro imbornais, catro canlóns e unha reixa transversal instalada augas abaixo que drenan a escorrentía superficial xerada cara a catro pozos de rexistro. Estes pozos, xunto a seis tramos de tubaxes de plástico transparentes de 200 mm de diámetro, forman o sistema de drenaxe do modelo.
- Augas arriba de cada rúa da intersección existe a posibilidade de xerar escorrentía superficial e achegas de caudal en tubaxes.
Modelo integral do ciclo urbano da auga da Coruña - Medusa
Plataforma de divulgación científica que representa o funcionamento da xestión urbana da auga na cidade da Coruña. A instalación está composta por unha conca de achega, un encoro e unha ETAP en cabeceira. A continuación, a auga é distribuída por unha rede de tubaxes cunha gran cantidade de sensores para o control dos consumos dos distintos sectores na cidade. Finalmente, a instalación conta cunha EDAR augas abaixo do modelo desde a que se recircula a auga. Ademais do seu carácter divulgativo, os gran números de equipos de medida cos que conta o modelo é xestionado mediante sistemas avanzados TICs que permitirán desenvolver novas estratexias de xestión baseadas na aplicación de Intelixencia Artificial e Machine Learning.
Plataforma de ensaios con auga residual urbana
Banco de ensaios que utiliza auga residual urbana real para a análise do funcionamento de diferentes tipos de conducións fronte a procesos físicos e biolóxicos que se dan nas redes de saneamento, por exemplo procesos de acumulación, erosión e transporte de sedimentos. Esta instalación atópase no edificio de pretratamento da EDAR da Coruña para contar cunha subministración continua e representativa de auga residual, e conta co soporte e a instrumentación dos Laboratorios de Hidráulica e de Enxeñería Sanitaria e Ambiental do CITEEC. Os seus principais características son:
- A instalación consiste en dous depósitos situados nos extremos dun banco metálico de 10 m de lonxitude e 0.8 m de ancho, que serve de soporte para as conducións para ensaiar e cuxa pendente é regulable entre -0.5 e 6 %.
- A auga residual urbana é introducida no depósito de cabeceira desde o sistema de pretratamento da EDAR. Neste depósito regúlase e divídese o caudal cara ás conducións mediante unha válvula de taxadera e vertedoiros triangulares. Finalmente, a auga pasa a través das conducións ata un depósito de cola cunha comporta automática que axusta as condicións de contorno dos experimentos.
- Durante os ensaios pódense medir en continuo caudais, calados e velocidades nas conducións e cargas contaminantes en ambos os depósitos mediante sondas de turbidez e de absorbancia de luz. Ademais, cóntase con tomamostras automáticos para a recollida de mostras en ambos os depósitos.
- Por último, optimizouse unha técnica fotogramétrica (Structure from Motion) para a obtención dos volumes de sedimentos depositados e a análise de formas de fondo.
Panel de tubaxes
Panel de tubaxes instrumentado para analizar a orixe e caracterización dos procesos que inflúen na xeración de depósitos nas tubaxes de distribución de auga potable, que son susceptibles de dar lugar a episodios puntuais de turbidez ou cambio de cor da auga. Esta instalación atópase conectada directamente á rede de abastecemento da cidade da Coruña podendo rexistrar as variacións propias da rede, e conta coas seguintes características:
- Sistema de tubaxes de 100 mm de diámetro con válvulas para o establecemento de diferentes configuracións de fluxo.
- Dispón dun caudalímetro por ultrasóns Panametrics AT600 e un sensor de presión UNIK5000 para o rexistro en continuo de variables hidráulicas.
- O panel dispón de dúas tomas para recoller mostras de auga puntuais, un contador de partículas CRIUS conter sense, e un sistema compacto S::CAN para unha caracterización físico-química en continuo medindo parámetros de calidade como pH, temperatura, condutividade, contido en osíxeno, nitratos, nitritos, turbidez, cloro residual ou cor.
Sistema de tubaxes a presión
Rede de tubaxes a presión para o estudo de perdas de carga en conexións de sistemas de abastecemento. A instalación utilízase ademais para a realización de prácticas docentes nas que se explica de maneira moi visual e práctica o funcionamento de circuítos de tubaxes a presión e as perdas de carga que se producen neste tipo de sistemas.
Canle horizontal
A canle conta cunha lonxitude de 30 m e unha sección de 2 m de ancho e 1.5 m de profundidade. O seu rango de aplicación comprende o estudo de estruturas interpostas en leitos, a análise do transporte de sedimentos, e o servir como recinto de canles de gran pendente por exemplo escalas de peces. Ademais, as características da canle fan que sexa óptimo para traballos experimentais en conducións aéreas ou enterradas, incluíndo caracterizacións hidráulicas do fluxo, optimización de seccións, estudo de técnicas de rehabilitación de tubaxes ou a análise de procesos de infiltración e exfiltración.
Presa Ocaña 2
Modelo físico a escala 1:40 do proxecto para a construción da presa correspondente á CEH Ocaña 2 (#Ecuador). O obxectivo deste modelo físico é presentar as bases para o cálculo dos órganos de desaugadoiro e alivio no ámbito da enxeñería de presas. Ademais, a instalación é utilizada actualmente para a realización de prácticas docentes nas que se analiza o funcionamento dos elementos dunha presa como vertedoiros, comportas ou o cunco de disipación.
Instrumentación
O laboratorio dispón dunha ampla instrumentación para a medida e monitoraxe de variables hidráulicas e de calidade de augas tanto para fluxos en presión como en lámina libre. Estes equipos, xunto a sistemas de adquisición de datos de alta precisión, están dispoñibles pare o seu uso nos traballos experimentais realizados no laboratorio. Os principais equipos dispoñibles no Laboratorio de Hidráulica son os seguintes:
Velocímetros
Estes equipos estiman a velocidade dun fluído a partir dos cambios de posición das súas partículas entre dous pulsos acústicos consecutivos. No Laboratorio de Hidráulica do CITEEC cóntase con 7 equipos doppler de hidrometría 3D (Sontek, Nortek) para a obtención de velocidades 3D puntuais de alta resolución. Ademais, cóntase con dous equipos DOP2000 (Signal Processing) que utilizan o mesmo principio para a obtención de perfís de velocidade 1D. Por último, adquiriuse un perfilador de velocidades UB-Lab (Ubertone) que permite medir adicionalmente a turbidez acústica para a estimación de parámetros de calidade de augas.
Velocimetría de imaxes de partículas (PIV)
Disponse dun equipo de Velocimetría de Imaxe de Partículas (PIV) e Fluorescencia Inducida por láser (LIF) de LaVision. Este equipo xera pulsos dun plano de luz láser no medio fluído iluminando as partículas en suspensión do mesmo, que son introducidas artificialmente en caso de non estar presentes de forma natural no mesmo. Varias cámaras sincronizadas cos pulsos do láser captan imaxes, que son analizadas mediante técnicas de correlación estatística para estimar o movemento das partículas entre imaxes consecutivas e obter campos de velocidades moi precisos dentro do plano láser xerado. O equipo tamén permite a determinación dos campos de concentracións de solutos mediante a técnica LIF, podéndose usar por exemplo para analizar fluxos de diferentes densidades.
Ademais, desenvolveuse unha metodoloxía LSPIV (velocimetría de imaxe de partículas a gran escala) de baixo custo para a caracterización da escorrentía xerada na superficie dos simuladores de choiva do laboratorio. Este método utiliza partículas fluorescentes e iluminación UVA para evitar a interferencia das pingas de choiva nas imaxes do fluxo. Estas imaxes son tomadas mediante cámaras convencionais e utilizadas posteriormente para determinar o movemento, e por tanto a velocidade, das partículas presentes no fluxo.
Disdrómetro
Este disdrómetro Parsivel2 (OTT) ofrece información detallada sobre diferentes variables dunha precipitación como a súa enerxía, a súa intensidade ou a distribución de tamaños e velocidades das pingas de choiva. Estes datos son fundamentais en estudos de lavado de contaminantes ou erosión de chans, xa que a enerxía das pingas de choiva é un parámetro crave na posta en suspensión de partículas. O equipo usouse para calibrar os simuladores de choiva do laboratorio conseguindo distribucións de tamaños de pingas moi similares ás medidas en precipitacións reais locais, e está dispoñible para a caracterización de eventos de choiva ou o estudo da influencia da enerxía da choiva en procesos de lavado e erosión de sedimentos.
Sensores de calado
Cóntase con 20 sensores de distancia por ultrasóns (Pepperl+ Fuchs) que son utilizados para a determinación de calados superficiais, calados en conducións en lámina libre e niveis en depósitos e vertedoiro.
Caudalímetros
Primeiro, cóntase con seis caudalímetros electromagnéticos fixos instalados nos circuítos hidráulicos de subministración de auga do laboratorio. Outros seis caudalímetros ultrasónicos Panametrics miden os fluxos de auga a presión que abastecen aos modelos físicos do laboratorio, e poden ser cambiados de posición en función das necesidades de cada proxecto. Ademais, adquiríronse dous caudalímetros ISCO área-velocidade que permiten medir fluxos en conducións en lámina libre. Por último, tamén se atopan dispoñibles equipos de hidrometría clásica como molinetes electromagnéticos (OTT).
Equipos de medida de calidade de augas
Cóntase con catro sondas para a medida de sólidos en suspensión totais (SST) e outras catro sondas para o rexistro da condutividade. Estes dispositivos (S::CAN) permiten a medida en continuo da mobilización de contaminantes (tanto a súa fracción sólida como disolta) nos modelos de drenaxe urbana do laboratorio.
Sensores de presión
Los sensores de presión (Druck) son empleados para el registro en continuo y con alta precisión de presiones en flujos en presión. También son utilizados para estimar niveles en depósitos y conducciones en lámina libre.
O obxectivo principal do programa de avaliación e monitoreo é obter información sobre as escorrentías xeradas na conca de estudo, un tramo de autoestrada do Segundo Cinto de Donostia (San Sebastián), da operación e efectividade das solucións de tratamento implementadas e a súa aplicabilidade ao tratamento deste tipo de concas.
O presente traballo consiste na avaliación do deseño construtivo dos aliviadoiros da presa do Arroio das Cuevas, froito da colaboración co Departamento de Enxeñaría Hidráulica da empresa COPASA. O modelo a escala reducida (1:30) foi construído no Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñaría Civil (CITEEC) que é un centro de investigación anexo á Escola Técnica Superior de Enxeñaría de Camiños, Canles e Portos da Universidade da Coruña.
O presente traballo consiste na avaliación do deseño construtivo da toma inferior da Central Hidroeléctrica Belesar III, froito da colaboración co departamento de Enxeñaría Hidráulica de GNF Enginering. O modelo a escala reducida (1:40) foi construído en Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñaría Civil (CITEEC) que é un centro de investigación anexo á Escola Técnica Superior de Enxeñaría de Camiños, Canles e Portos da Universidade da Coruña.
O presente traballo consiste na avaliación do deseño construtivo dos aliviadoiros da presa de Brandariz, froito da colaboración co departamento de Enxeñaría Hidráulica de SOCOIN (grupo Gas Natural-Fenosa). O modelo a escala reducida (1:40) foi construído en Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñaría Civil (CITEEC) que é un centro de investigación anexo á Escola Técnica Superior de Enxeñaría de Camiños, Canles e Portos da Universidade da Coruña.
O presente traballo consiste na avaliación do deseño construtivo da cámara de turbinas e a restitución dunha minicentral (como caso piloto), dentro do complexo hidroeléctrico asociado á canle de Aragón e Cataluña. Os modelos a escala reducida (1:10 e a escala 1:15) foron construídos en Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñaría Civil (CITEEC) e na Escola Técnica Superior de Enxeñaría de Camiños, Canles e Portos da Universidade da Coruña.
O presente traballo consiste na análise do encanamento do río Mero, desde a presa de Cecebre ata a súa desembocadura. O modelo a escala reducida foi construído en Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñaría Civil (CITEEC) e na Escola Técnica Superior de Enxeñaría de Camiños, Canles e Portos da Universidade da Coruña.
O presente traballo consiste na avaliación do deseño construtivo da Central Hidroeléctrica de Ocaña II (Provincia de Cañar-Ecuador), froito da colaboración co departamento de Enxeñaría Hidráulica de GNF Enginering. O modelo a escala reducida (1:40) foi construído en Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñaría Civil (CITEEC) que é un centro de investigación anexo á Escola Técnica Superior de Enxeñaría de Camiños, Canles e Portos da Universidade da Coruña.
O presente traballo consiste na avaliación do deseño construtivo dos novos desaugadoiros de fondo da presa de Peares, froito da colaboración co departamento de Enxeñaría Hidráulica de GNF Engineering. O modelo a escala reducida (1:30) foi construído en Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñaría Civil (CITEEC) que é un centro de investigación anexo á Escola Técnica Superior de Enxeñaría de Camiños, Canles e Portos da Universidade da Coruña.
O presente traballo consiste na avaliación do deseño construtivo dos aliviadoiros da presa de Touro, froito da colaboración co departamento de Enxeñaría Hidráulica da empresa Patrimonio Hidroeléctrico de Galicia S.L. O modelo a escala reducida (1:40) foi construído en Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñaría Civil (CITEEC) que é un centro de investigación anexo á Escola Técnica Superior de Enxeñaría de Camiños, Canles e Portos da Universidade da Coruña.
O obxectivo xeral do proxecto era ter unha visión integral e multidisciplinar das afeccións que a regulación das descargas realizadas en centrais hidroeléctricas situadas nas canles fluviais poden producir na fauna das augas de transición, especialmente a fauna piscícola nos ríos de auga doce, e a fauna existente nas súas desembocaduras e estuarios, con especial atención aos moluscos. O caso práctico ao que se aplicou a metodoloxía do proxecto foi o conxunto formado polo río Ulla e a súa desembocadura na ría de Arousa (Galicia).
Iber é un modelo numérico de simulación de fluxo turbulento en lámina libre en réxime non permanente, e de procesos ambientais en hidráulica fluvial. O modelo consta de distintos módulos entre os que se atopan os seguintes: hidrodinámica, turbulencia, transporte de sedimentos por carga de fondo e en suspensión, calidade de augas.
Iber é un modelo de fluxo de auga en lámina libre bidimensional promediado en profundidade. A versión actual inclúe un módulo hidrodinámico, un módulo de turbulencia e un módulo de transporte de sedimentos.
O módulo de transporte de sedimentos de Iber resolve as ecuacións de transporte sólido en ríos por carga de fondo e por carga en suspensión. Tendo en conta ambos os modos de transporte calcúlase a evolución da cota do fondo debido a procesos de sedimentación e erosión mediante a ecuación de Exner 2D. Na versión actual unicamente considéranse granulometrías uniformes. En versións posteriores incorporaranse formulacións específicas para mesturas de sedimento.
A mina de Meirama está situada no Nordés de Galicia. Durante 35 anos explotou lignito pardo finalizando a súa extracción a finais de 2008. Ao longo dos anos, extraéronse da mina ao descuberto aproximadamente 81 hm3 de arxila, 50 hm3 de granito, 44 hm3 de esquisto e 93 hm3 de lignito. Parte do material inutilizable foi introducido de novo no oco, reducindo o volume de escavación a aproximadamente a 150 hm3 a unha cota de 171.3 m.s.n.m. O oco comezou a encherse de achegas da conca en marzo de 2008
A canle do río Anllóns polo seu paso na zona de San Martiño en Carballo (A Coruña) presenta, en planta, unha traxectoria sinusoidal con pendentes suaves. A existencia dunha ponte que atravesa o río situado na estrada AC-552, no centro urbano, produce un estrechamiento que actúa, en certos casos de avenidas elevadas, como un punto que obtura o paso das augas altas. A existencia de edificacións a ambos os dous lados do río, e da propia ponte da estrada AC-552, ademais, trae como consecuencia as limitacións de actuacións sobre a canle do mesmo, polo que no devandito punto preséntase unha zona de remanso, constituíndo un embude, coa acumulación de auga en caso de avenidas de períodos de retorno altos. Iso provoca que a auga busque saídas producindo a inundación do medio urbano augas arriba do devandito punto.
A Curta Cervantes sitúase nas proximidades do poboado de "O Porvir da Industria" como aldea de Fonte Obejuna. Próxima a devandita explotación atópase o arroio estacional "A Parrilla" que desemboca no río Guadiato, río de maior entidade cuxas augas atopar embalsadas no embalse de Sierra Boyera, situado augas abaixo. A subcuenca do arroio "A Parrilla" ten unha extensión duns 82.2 km2 ata o azud de derivación da canle de garda da mina. A actividade extractiva finalizou en xuño de 2003. Como consecuencia da acción extractiva do oco minero xerouse un oco duns 14 hm3 de volume.
A orixe da escombrera exterior da mina das Pontes de García Rodríguez remóntase a principios dos anos 40 do pasado século, cando a Empresa Nacional Calvo Sotelo se implantó na rexión. Como consecuencia da actividade extractiva, empezouse a apilar material estéril na zona máis antiga da actual escombrera (escombrera Calvo Sotelo).
O estudo enmárcase dentro do proxecto Life Aqua-Plann, polo que se profunda na aplicación da Directiva Marco do Auga, tomando a cuenca hidrográfica do LIC "Embalse de Abegondo Cecebre" como piloto da demarcación Galicia-Costa. o Embalse de Abegondo-Cecebre, presenta unhas características singulares posto que ten relevancia tanto estratéxica, abastece a área metropolitana da Coruña, como ecolóxica, pertence á Rede Natura 2000, está catalogado como Lugar de Interese Comunitario e foi declarado como Zona de Especial Protección dos Valores Naturais. O embalse foi construído nos anos 70 e ten unha capacidade duns 23 hm3.
A Charca de Allegal atópase na poboación de Codesido, dentro do término municipal de Villalba, na provincia de Lugo. O manantial está situado nas proximidades do río San Martiño, ao oeste da localidade de Santaballa, provincia de Lugo.
A cuenca do río Mero ten unha superficie de 245.05 km2, dos cales 87,9 km2 corresponden á cuenca do río Barcés. O río Barcés é un afluente do río Mero. 119,67 km2 corresponden á cuenca do tramo medio do río Mero e 41,87 km2 á cuenca alta. O Barcés, xunto co río Mero, alimentan ao embalse de Abegondo-Cecebre (23 hm3), que constitúe a única fonte de auga da cidade da Coruña e a súa área metropolitana.
O vertedero de cinzas (residuos non perigosos), procedentes da combustión do carbón que se queima na Central Térmica das Pontes, e que dispón ENDESA XERACIÓN S.A., atópase próximo ao Parque de carbones de dita Central. Os elementos basales de impermeabilización e drenaje consisten nunha lámina impermeabilizadora situada sobre o terreo, sobre a que se deposita grava como material drenante e varias tuberías ranuradas de recolleita de augas.
O embalse de Eugui está situado sobre o río Arga, no municipio de Esteríbar (Comunidade Foral de Navarra) e forma parte da cuenca hidrográfica do río Ebro. A presa que dá lugar ao embalse foi construída en 1971 e, na súa orixe, constituía unha solución complementaría para o abastecemento público realizado ata a data exclusivamente no manantial de Arteta (Val de Ollo). Na actualidade o seu uso prioritario continúa sendo o abastecemento de Pamplona e doutros municipios integrados na Mancomunidad de Municipios de Pamplona (MCP).
Na Concesión de Explotación de "Santa Fe", cuxa propietaria é FADESA INMOBILIARIA S.A. existe unha captación surgente denominada "Los Pastoreros". Dita captación localízase no Término Municipal de Santa Fé (Granada) a 2.5 km ao sur do aeroporto, no bordo meridional da Veiga de Granada, por cuxo eixe longitudinal discorre o río Genil.
