Validación de una herramienta de simulación de flujo viscoso transitorio en lámina libre

Galindo Usón, Daniel
García Navarro, María Pilar (dir.) ; Fernández Pato, Javier (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2018
Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales y Fluidos, Área de Mecánica de Fluidos

Máster Universitario en Ingeniería Industrial

Resumen: Los desbordamientos de tanques de almacenamiento sobre tierra y las fugas de tuberías que transportan petróleo crudo y productos del petróleo ocurren con frecuencia. Los hidrocarburos derramados representan amenazas ambientales contaminando el suelo circundante y el agua subterránea subyacente. Predecir el destino y el transporte de estos productos químicos es necesario para la evaluación del riesgo ambiental y para el diseño de medidas correctivas. El presente trabajo discute la formulación y validación de un modelo de simulación de flujo viscoso de superficie para predecir el comportamiento de vertidos de petróleo teniendo en cuenta la infiltración en el suelo y la evaporación. El flujo superficial se simula adaptando un modelo de flujo transitorio de superficie libre promediado en la vertical (shallow water) con la reología adecuada. La infiltración se simula utilizando una versión del modelo de Green y Ampt, que se ha modificado para tener en cuenta las propiedades del crudo. Los flujos de infiltración y evaporación se han incorporado en la ecuación de continuidad global del volumen de fluido derramado. Este modelo se resuelve mediante una técnica de volúmenes finitos especialmente adaptada al calculo realista sobre geometrías irregulares. El modelo se ha verificado comparando sus predicciones con soluciones anal ́ıticas y resultados de literatura especializada. El estudio de verificación demuestra la aplicabilidad del modelo y ha permitido usarlo para reproducir un caso real de un derrame de petróleo. Este caso de estudio es útil para evaluar los posibles riesgos de una fuga puntual en un oleoducto en función de la topografía de los terrenos colindantes.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master