Estudios aerodinámicos de mallas sintéticas para el diseño de captadores de agua de niebla

Abstract

Los captadores de agua de niebla son dispositivos que tienen la capacidad de recolectar el agua presente en la niebla. Básicamente consisten en una malla sostenida por un marco que se sitúa perpendicularmente a la dirección del viento que transporta la niebla. El estudio de estos captadores es de suma importancia, ya que son dispositivos de gran utilidad en zonas áridas o semiáridas. En este trabajo se llevan a cabo estudios aerodinámicos mediante simulaciones numéricas y ensayos experimentales, en los que se analizan mallas de captación de agua de niebla y su relación con algunos parámetros de relevancia. Las simulaciones numéricas se llevaron a cabo utilizando el SolidWorks, un software de diseño asistido por ordenador (CAD) que incluye un módulo de mecánica de fluidos computacional (CFD), el cual concede una alta libertad de diseño y estudio. Estas simulaciones están comprendidas en un capítulo propio, en donde se obtienen parámetros como la fuerza de arrastre (FD), el lado del flujo libre (l∞) o incluso ilustraciones de las líneas de flujo, que nos permiten entender cómo se comporta el flujo a medida que atraviesan la malla de captación. Estos resultados se obtienen en base a un rango de coeficientes de sombra (SC=5-95%) y para dos mallas de captación distintas con una determinada sección frontal. Gracias a este método de estudio es posible realizar un análisis detallado y proporcionar información relevante acerca de la aerodinámica de las mallas de captación de agua de niebla, dando así una aproximación de su comportamiento real. Por otro lado, los ensayos experimentales se llevaron a cabo en el laboratorio de hidráulica del Instituto Canario de Investigaciones Agrarias (ICIA), en un túnel de viento de ciclo abierto con una cámara de ensayos cerrada (fabricado ex profeso de obtener parámetros aerodinámicos). Al igual que las simulaciones numéricas, los ensayos experimentales abarcan un capítulo propio, donde se toman datos experimentales utilizando un manómetro diferencial (caída de presión, ΔP) y un anemómetro de hilo caliente (velocidad del aire, υ∞). En estos ensayos se emplean seis mallas de captación diferentes, de las cuales dos son impresas mediante una impresora 3D y las demás son mallas comerciales sujetas a un marco previamente impreso en 3D.