Evaluación de la eficiencia de retención de sedimentos del desarenador de la mini central hidroeléctrica de Chugur para eventos de periodos lluviosos

Abstract

El propósito de esta investigación fue evaluar la eficiencia de retención de sedimentos en la estructura del desarenador de 10.28 m de largo y 3.08 m de ancho y caudal de operación de 0.039 m3/s de la micro central hidroeléctrica de Chugur en periodos lluviosos, para ello se analizó el comportamiento hidráulico en toda la estructura, se determinó las eficiencias teóricas según teorías de diseño para desarenadores según metodologías de autores como Mijares 1961y Muñoz H.M, 1997 y Surdy, quienes plantean que los asentamientos de partículas a partir de un equilibrio entre la fuerza gravitatorias y la fuerza de rozamiento correspondiente al arrastre de la partícula, para que se de esta condición la velocidad crítica de la partícula debe ser menor a la velocidad de asentamiento. Además, se determinó las eficiencias en el prototipo real a partir de muestreos en la entrada y salida del desarenador y mediciones batimétricas de material solido almacenado en la estructura, para contrastarlas con eficiencias teóricas determinadas a partir de modelados numéricos computacionales CFD en software FLOW3D. Para determinar estas eficiencias se requirió medir las condiciones hidráulicas iniciales y de frontera como lo sugieren (Jeny & Leidy, 2018), por ello las mediciones de caudales se realizaron siguiendo metodología del manual de aforos del SENAMHI, y muestreos según pautas de la Organización Mundial de Meteorología entre los meses de febrero y abril del 2023, además se realizó las pruebas granulométricas tanto del material retenido en la zona del desarenador como en la cámara de carga con la finalidad de caracterizar el material depositado y con ello obtener los módulos de finesa (MF) y coeficiente de uniformidad (Cu) necesarios para el modelamiento numérico con distintos grados de concentración de sedimentos y diámetros de partículas. Los resultados muestran que la eficiencia de retención de sedimentos según teorías de diseño es de 78.34% para metodología de Mijares y de 77.6% para metodología de Sudry, además se determinó una eficiencia de 73.6% según muestreos a la entrada y salida del desarenador. La eficiencia determinada en el prototipo real, a partir de mediciones batimétricas arroja un valor de 74.92%. Por otro lado, de acuerdo al modelamiento numérico a distintas concentraciones de partículas se obtiene que, los niveles de eficiencia en retención de sedimentos del desarenador alcanzaron el 100% para arenas gruesas de diámetros mayores a 2.5 mm, sin embargo, para limos y arenas finas la eficiencia desciende hasta un 22.6%.