Los equipos de climatización suelen utilizar agua en su circuito de condensación para extraer el calor del ciclo térmico. La refrigeración del agua se efectúa generalmente mediante torres de refrigeración. El intercambio de calor se produce a través del flujo cruzado de una corriente de aire atmosférico con agua pulverizada, pudiendo dar lugar a la emisión al ambiente de gotas de agua.

Aunque las torres son los sistemas de enfriamiento de mayor eficiencia, algunas administraciones locales están restringiendo la instalación de las mismas por sus implicaciones medioambientales (legionelosis). Como consecuencia, se incrementa el consumo energético y la emisión de CO2. Para no eliminar del mercado sistemas que contribuyan de manera tan clave al objetivo general de eficiencia energética como las torres de refrigeración, se plantea el presente proyecto, siendo el objetivo principal el establecimiento de un modelo fluidodinámico de la dispersión y deposición de gotas en el ambiente en un entorno urbano.

Como foco emisor de gotas, se dispone de una torre de refrigeración perfectamente equipada, ubicada en la Universidad Miguel Hernández de Elche. Se necesita un sistema de medida de gotas que determine tanto la concentración y distribución de diámetros como la deposición en suelo de las mismas. La técnica de los llamados papeles hidrosensibles está ya en disposición del equipo investigador.

Es necesario un equipo de medida de los perfiles verticales de viento tanto en módulo como en dirección. Se pretende utilizar el equipo LiDaR Leosphere WindCube, un anemómetro láser que se basa en el efecto Doppler. Se ha optado por la opción de solicitud de cesión al Instituto de Investigación en Energías Renovables (IIER) de Albacete.

Se precisa también un sistema de medida que proporcione los perfiles verticales de humedad, temperatura y presión. Para llevar a cabo estas medidas, se precisa de Radiosondas. Recientemente ha sido concedido al equipo investigador el proyecto ENE2010-21679-C02-01, en el que se subvenciona la adquisición, uso o alquiler, según corresponda, de los equipamientos que se acaban de describir.

Como equipamiento complementario, se solicita en este proyecto la adquisición de torres de medición meteorológica en el entorno inmediato en el que se desarrollan las mediciones experimentales sobre el foco emisor. Se tomarán medidas del módulo de la velocidad del viento y de su dirección, así como de presiones, temperaturas y humedades relativas. De esta manera, se dispondrá de un gran volumen de información, para distintas condiciones meteorológicas.

En cuanto a la modelización numérica, se dispone de una licencia en vigor del código de volúmenes finitos Ansys-Fluent, en el que están implementados los últimos modelos físicos desarrollados por equipos de investigadores de primer nivel. Se utilizarán modelos eulerianos-lagrangianos, tridimensionales, simulando la turbulencia con modelos de dos ecuaciones de transporte.

Resumen de objetivos: Caracterización experimental de las condiciones del foco emisor. Obtención experimental de las características eólicas y termodinámicas del entorno. Determinación experimental de la deposición en la zona de influencia de la torre. Modelización numérica de la dispersión y deposición en entornos urbanos. Obtención de conclusiones extrapolables a ambientes urbanos con orografía diversa.