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El estudio Computational fluid dynamics (CFD): Analysis of a constructed wetland for wastewater treatment, de Carla Rebollo Moll, becado por la Cátedra Aguas de Valencia y dirigido por el profesor de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) Arnau Bayón Barrachina, usa un modelo de dinámica de fluidos computacional (CFD) que permite identificar comportamientos no deseados en el flujo del Tancat de Milia, un humedal artificial de la Comunitat Valenciana, para optimizar su funcionamiento.
"La geometría, la distribución de la vegetación y la velocidad de entrada del fluido son factores determinantes para mejorar el rendimiento hidráulico de un humedal artificial. De hecho, la simulación realizada con el modelo de dinámica de fluidos computacional (CFD) generó mejoras significativas en la precisión de las predicciones y, en última instancia, en la eficiencia de los sistemas de tratamiento de agua". Esta es la principal conclusión obtenida por Carla Rebollo Moll en su trabajo de fin de máster becado por la Cátedra Aguas de Valencia.
La investigación se centró en el análisis y caracterización del comportamiento hidráulico del Tancat de Milia, un humedal artificial situado en la Comunitat Valenciana, diseñado para la purificación del agua y la conservación de los ecosistemas. Para ello, el estudio empleó un CFD desarrollado con el software libre OpenFOAM, considerando múltiples variables que influyen en el flujo hidráulico. "Los humedales artificiales, también conocidos como humedales de depuración, son ecosistemas diseñados para replicar las funciones de los humedales naturales. Su objetivo principal es minimizar el impacto ambiental mediante el tratamiento de aguas residuales y pluviales, además de ofrecer soluciones para controlar inundaciones urbanas y proteger la biodiversidad", explica Carla Rebollo Moll, estudiante del Máster Universitario en Mecánica de Fluidos Computacional de la UPV.
En concreto, la investigación analizó múltiples variables que influyen en el flujo hidráulico, como la geometría del dominio, las entradas y salidas de agua, batimetría del terreno o distribución y tipo de vegetación, entre otras. La simulación CFD permitió identificar comportamientos no deseados en el flujo, como áreas de recirculación y estancamiento, que reducen la eficiencia del sistema. "A través de esta simulación, evaluamos distintos escenarios de flujo para identificar deficiencias y explorar alternativas de optimización. El uso de un modelo numérico nos permitió abordar comportamientos complejos del agua y proponer soluciones precisas para mejorar el funcionamiento del humedal", detalla Carla Rebollo.
De hecho, el TFM demuestra que un modelo CFD bien diseñado y acompañado de condiciones iniciales y de frontera adecuadas puede generar predicciones altamente precisas y mejoras significativas en la eficiencia de los sistemas de tratamiento de agua. "Los resultados de esta investigación no solo benefician al Tancat de Milia, sino que también ofrecen un enfoque replicable en otros sistemas de humedales artificiales y en la industria del tratamiento de aguas, impulsando avances sostenibles en la gestión hídrica y la protección de los ecosistemas", concluye la estudiante.
