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Miércoles, 8 marzo 2017
Ingeniería

Tecnología fotónica para evitar problemas de cavitación en presas

Evitar problemas de cavitación en estructuras hidráulicas y centrales hidroeléctricas. Este es el objetivo principal del proyecto HIDRASENSE, donde participa el Laboratorio de Hidráulica y Obras Hidráulicas del IIAMA-UPV (Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente de la Universitat Politècnica de València) y el Instituto Universitario de Investigación de Tecnología Nanofotónica (NTC) también de la UPV, junto con la compañía Iberdrola, en España.

 

Este estudio busca desarrollar un sensor óptico basado en tecnología fotónica, que permita analizar un flujo emulsionado agua-aire y detectar la presencia de burbujas de vapor de agua para de esta forma, prevenir los posibles efectos negativos de la cavitación en estructuras hidráulicas y centrales hidroeléctricas.

 

Francisco Vallés, investigador principal por parte del IIAMA, indica que el estudio se plantea como una continuación del proyecto EMULSIONA, aunque con un grado de dificultad técnica muy elevado ya que no existe actualmente un sensor que permita evaluar lo que se pretende lograr con este proyecto.  

 

“En HIDRASENSE confluyen dos fenómenos difíciles de determinar, como son el flujo bifásico agua-aire y el flujo agua-vapor de agua. Además, si a esto le añadimos que las condiciones a analizar son muy difíciles de reproducir en laboratorio y que nunca se ha realizado un estudio similar, podemos decir que nos enfrentamos a un reto de gran magnitud”, afirma el Dr. Vallés.

 

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(Foto: IIAMA)

 

Con el desarrollo de este nuevo sistema, el sensor será capaz de caracterizar, en un flujo emulsionado agua-aire, el tamaño de las burbujas, su distribución o la velocidad. Dicho análisis es extendido al caso de burbujas de vapor producidas por cavitación, fenómeno habitual en situaciones en las que las altas velocidades provocan grandes caídas de presión y que comporta un gran riesgo para las estructuras o maquinaria hidráulica, especialmente, en flujos con bajas o nulas concentraciones de aire.

 

De hecho, Arnau Bayón, investigador del IIAMA y participante en el estudio, indica que la cavitación causada por los mayores caudales de avenida derivados del cambio climático “puede ocasionar daños muy graves en las estructuras hidráulicas, dejándolas inservibles tal y como ha ocurrido en algunas ocasiones en el pasado. Sin embargo, si una presa está monitorizada, se podrá actuar de forma preventiva, evitando así su deterioro”.
Además, el investigador valenciano destaca que este sistema permitirá evitar la cavitación también en máquinas hidráulicas “al detectar la formación de esas burbujas y regular la central para que no tenga impacto sobre las turbinas, optimizando además su rendimiento”.

 

Junto al IIAMA también participan en el proyecto, investigadores del NTC de la UPV, que coordinados por el profesor Roberto Llorente, están diseñando estos momentos desarrollando el sensor óptico. Asimismo, un grupo de investigadores de la Universitat Jaume I (UJI) están desarrollando una sonda de conductividad referencia de calibración para el sensor. (Fuente: IIAMA)

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