Análisis de la influencia de la aireación en estructuras hidráulicas. aplicación en la disipación de energía en estructuras hidráulicas y en la eficiencia en la depuración de aguas residuales.
Los procesos de flujos bifásicos aire-agua juegan un papel fundamental en el diseño y funcionamiento de diversas estructuras hidráulicas, donde un mejor conocimiento de los procesos de aireación, contribuirá a la obtención de sistemas más eficientes y mejor preparados frente a los efectos del cambio climático, como son cambios en el caudal de diseño o de las características del flujo que llega a la infraestructura hidráulica.
Por un lado, el efecto del cambio climático está provocando la necesidad de realizar una reevaluación hidrológica e hidráulica de los grandes sistemas presa-embalse. En la mayoría de los casos los órganos de desagüe deben ser capaces de desaguar caudales superiores a los inicialmente de diseño, para lo cual deben readaptar sus aliviaderos y estructuras de disipación. Estas estructuras funcionan con flujos bifásicos aire-agua, donde su correcta caracterización es fundamental para garantizar el adecuado funcionamiento dentro del rango de caudales esperados de funcionamiento, que incluye la avenida de proyecto y la avenida extrema.
Por otro lado, en la depuración de aguas residuales el proceso de inyección de aire es el principal consumidor de energía, pudiendo llegar a suponer entre el 50 y el 75% de la energía total consumida en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) (U.S Department of Energy, 2017; Calaff et al., 2014). Debido al cambio de fase agua-aire y a la diferencia de sus propiedades, la medición de flujos bifásicos aire-agua resulta un reto en la actualidad.