Los canales escalonados se utilizan frecuentemente para la descarga de agua en embalses, sin embargo, hay pocos estudios que consideren la implementación de curvas en el fondo de este tipo de estructuras. Este artículo presenta una evaluación cuantitativa, mediante modelación numérica con dinámica de fluidos computacional (CFD), de las propiedades del flujo rasante en canales escalonados de alta pendiente con curvas verticales. La geometría escalonada se definió con una curva convexa a la entrada, una rampa recta intermedia y una curva cóncava a la salida, con el fin de comparar los campos de velocidad, presión, vorticidad y estadísticas de la turbulencia en los tres tramos del canal. Se concluyó que los perfiles de velocidad obtenidos con el modelo de turbulencia RNG k-ε presentaron una buena correlación con mediciones experimentales en la zona de flujo no aireada. Sin embargo, la calidad del ajuste disminuyó aguas abajo, ya que el modelo numérico no capturó el fenómeno de aireación. Al comparar el comportamiento hidrodinámico en ambas curvas escalonadas se encontró que la zona de separación abarcó una mayor fracción de cada escalón en la curva convexa. En ésta se presentaron además valores negativos de presión a la altura de la esquina superior de las contrahuellas, los cuales no se evidenciaron en la curva cóncava. Finalmente, los máximos de disipación turbulenta se encontraron cerca del fondo en el tramo final de las huellas, y en la frontera entre la corriente principal y el flujo recirculante de cada escalón, y fueron mayores para la curva a la salida del canal.

Los canales escalonados se utilizan frecuentemente para la descarga de agua en embalses, sin embargo, hay pocos estudios que consideren la implementación de curvas en el fondo de este tipo de estructuras. Este artículo presenta una evaluación cuantitativa, mediante modelación numérica con dinámica de fluidos computacional (CFD), de las propiedades del flujo rasante en canales escalonados de alta pendiente con curvas verticales. La geometría escalonada se definió con una curva convexa a la entrada, una rampa recta intermedia, y una curva cóncava a la salida; con el fin de comparar los campos de velocidad, presión, vorticidad y estadísticas de la turbulencia en los tres tramos del canal. Se concluyó que, los perfiles de velocidad obtenidos con el modelo de turbulencia RNG k-ε, presentaron una buena correlación con mediciones experimentales en la zona de flujo no aireada. Sin embargo, la calidad del ajuste disminuyó aguas abajo ya que el modelo numérico no capturó el fenómeno de aireación. Al comparar el comportamiento hidrodinámico en ambas curvas escalonadas, se encontró que la zona de separación abarcó una mayor fracción de cada escalón en la curva convexa. En esta, se presentaron además valores negativos de presión a la altura de la esquina superior de las contrahuellas, los cuales no se evidenciaron en la curva cóncava. Finalmente, los máximos de disipación turbulenta se encontraron cerca al fondo en el tramo final de las huellas, y en la frontera entre la corriente principal y el flujo recirculante de cada escalón, siendo mayores para la curva a la salida del canal.

Society and industry contribute directly and indirectly to the depletion and contamination of water resources. The water footprint is an indicator that measures the total volume of freshwater consumption, and direct or indirect contamination by producers or consumers. The methodology for its evaluation includes three types of footprints: blue, green, and gray. The first two express the volume of water consumed according to the source (aquifers or groundwater for the blue, and rainwater for the green), and the third is the volume contaminated in the production process. This article focused on the calculation of the Water Footprint for the production process of Water for Injections (WFI), in Ecar laboratories in Medellín, Colombia. A comparison is made between the previous conventional distillation system and the new thermocompression system. Additionally, a sensitivity analysis based on the influence of variation of the production efficiency of the new system on the blue water footprint, is presented. As conclusions, it was found that thanks to the reduction of water waste, there was a decrease of 76 % in the water footprint of the new system compared to the previous one. Besides, a higher sensitivity of the water footprint was found when smaller efficiencies of the thermocompression method were considered, evidencing the importance of performing periodical maintenance on the production equipment.

Society and industry contribute directly and indirectly to the depletion and contamination of water resources. The water footprint is an indicator that measures the total volume of freshwater consumption, and direct or indirect contamination by producers or consumers. The methodology for its evaluation includes three types of footprints: blue, green, and gray. The first two express the volume of water consumed according to the source (aquifers or groundwater for the blue, and rainwater for the green), and the third is the volume contaminated in the production process. This article focused on the calculation of the Water Footprint for the production process of Water For Injections (WFI), in Ecar laboratories in Medellín - Colombia. A comparison is made between the previous conventional distillation system and the new thermocompression system. Additionally, a sensitivity analysis based on the influence of variation of the production efficiency of the new system on the blue water footprint, is presented. As conclusions, it was found that thanks to the reduction of water waste, there was a decrease of 76 % in the water footprint of the new system compared to the previous one. Besides, a higher sensitivity of the water footprint was found when smaller efficiencies of the thermocompression method were considered, evidencing the importance of performing periodical maintenance on the production equipment.