pruebas y cálculo de resistencia aerodinámica de modelo de

PRUEBAS Y CÁLCULO DE RESISTENCIA AERODINÁMICA
DE MODELO DE ESTRUCTURA FLOTANTE PARA EL
FIORDO COMAU
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSO
MAGISTER NÁUTICO Y MARÍTIMO
TEORÍA NÁUTICA II
PROFESOR: RAMIRO MEGE THIERRY
ESTUDIANTE: JAVIER PAZ RUEDA
SEMESTRE II/ 2015
1
ÍNDICE
1
INTRODUCCIÓN ............................................................................. 3
2
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO....................................................... 3
3
HIPÓTESIS ...................................................................................... 3
4
FABRICACIÓN DEL MODELO .........Error! Bookmark not defined.
4.1
5
6
RESULTADO PROCESO DE FABRICACIÓN ............................ 8
LEYES DE SIMILITUD ...................................................................... 9
5.1
PESO DEL PROTOTIPO........................................................... 9
5.2
VELOCIDAD EN TÚNEL Y VELOCIDAD PROTOTIPO .............. 9
5.3
COEFICIENTE DE ARRASTRE................................................ 10
5.4
NÚMERO DE REYNOLDS ..................................................... 12
5.5
RESULTADOS PRUEBAS CUANTITATIVAS .......................... 12
PRUEBAS CUALITATIVAS ............................................................. 13
6.1
TÚNEL DE VIENTO ............................................................... 13
6.2
PRUEBAS EN ESTERO .......................................................... 14
6.3
CANAL DE OLAS ................................................................... 14
2
1 INTRODUCCIÓN
En este documento se detallará el proceso de diseño y prueba de los
modelos desarrollados durante el proceso de diseño del proyecto
“FUNDACIÓN Y MARITORIO EN EL FIORDO COMAU, Estructura
Flotante Resistente al Viento, Para la Fundación del Fiordo Comau”.
Se describirá brevemente el proceso de fabricación, la configuración
de las pruebas en el túnel de viento, las pruebas de carácter
cualitativo en el estero y canal de olas y por último los resultados
obtenidos.
2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
Debido al estado de deterioro económico del Fiordo Comau, se
plantea desarrollar una estructura flotante que permita realizar
cultivos marinos e hidropónicos en un ambiente calmo y apropiado
para el trabajo. Esta estrucutra debe permitir diversas actividades
relacionadas con la conectividad marítima, la generación de riqueza
de forma sostenible y propiciar el arraigo, utilizando fuentes de
energía locales.
Figura 1 - Estructura tipo "Gridshell" Permite formas orgánicas y cubrir grandes
espacios. La estructura externa se fabricará siguiendo estos principios constructivos.
Si se usa un perfil de bajo coeficiente de arrastre y si se permite que
gire hacia la dirección predominante del viento y oleaje, será posible
implementar una estructura gran tamaño que permita realizar
diversas actividades.
Es necesario conocer el arrastre generado por el viento y la capacidad
de giro que tenga la estructura, si se utiliza un punto de giro fijo en
donde la plataforma pueda pivotear. Se tomarán las características
de viento del fiordo, considerando velocidades máximas de 120 km/h.
El Fiordo Comau se caracteriza por tener un clima lluvioso, con oleaje
moderado, ya que está protegido de aguas abiertas. El factor
predominante en el diseño de dicha estructura serán los fuertes
vientos, los cuales pueden alcanzar una velocidad de hasta 120 km/h
o 33,3 m/s. Por esta razón se propone diseñar una estructura con
bajo coeficiente de arrastre, que permita cubrir una gran superficie.
3 HIPÓTESIS
La Estructura llamada “Gridshell” flotante, es resistente al viento,
lluvia y oleaje, es capaz de alinearse con los vientos disminuyendo su
arrastre. Un sistema de plataforma fija permite que la estructura
externa gire sobre ésta, estando siempre en la dirección óptima que
oponga menor resistencia al viento y oleaje.
Parte fundamental de la hipótesis es conocer la eficiencia de la
plataforma circular flotante como pivote que permita a la estructura
alinearse con el viento
3
Los vientos, oleaje y mareas tienen la misma direccionalidad, que los
cerros protegen al fiordo de vientos que no sean provenientes del
norte. Sin embargo, en ocasiones específicas éstos pueden cambiar,
por lo que es necesario que la estructura flotante pueda adecuarse a
dichos cambios.
Se estudiará entonces la fuerza de arrastre a la que se ve sometida
la estructura y también la capacidad de respuesta para alinearse al
viento. Como alternativa se probará con aletas y alerones, con tal
de ver cómo influyen en dicho comportamiento.
Las mareas pueden variar de un máximo de 7 metros a un mínimo de
2 metros, según la fase lunar. Las marejadas desde el mar abierto son
casi inexistentes, por lo que las aguas son normalmente tranquilas,
teniendo olas de pequeña altura causadas por el viento.
En cuanto al viento, en un mes tranquilo como en Enero, pueden
tener una velocidad máxima de hasta 60 km /h. Sin embargo se han
registrado vientos de hasta 120 km/h durante temporales.
4 CARACTERÍSTICAS DEL FIORDO COMAU
El Fiordo Comau se caracteriza por su alineación Norte-Sur, en donde
las mareas y vientos entran por la “boca” del Fiordo, siguiendo la
misma alineación.
Figura 2 - Gráfico de Vientos máximos. Fuente: Fundación Huinay
Se puede ver que la velocidad máxima fluctúa entre los 15 a 50
km/h. Será necesario probar el modelo a velocidades equivalentes,
dese los 15 a los 120 km/h para conocer el comportamiento en las
condiciones del Fiordo.
4
5 CARACTERÍSTICAS DEL PROTOTIPO
La estructura flotante es una cubierta natural, que protege las
actividades al interior, que se pueden resumir como:



Arraigo: espacios de reunión y actividades recreacionales
relacionadas con el mar.
Conectividad: Puerto flotante, capaz de recibir yates,
lanchones pesqueros y transbordadores.
Riqueza: Implementación de un sistema de granjas
acuícolas e hidropónicas en distintos niveles.
Figura 5 - Dimensiones detalladas del Prototipo
Esta estructura permitirá acceder a su interior mediante
embarcaciones. Las entradas de embarcaciones motorizadas estarán
separadas de las a propulsión humana y cultivos, para proteger la
calidad de las aguas.
Figura 3 - Disposición de los elementos internos.
Las dimensiones generales son 85 metros de largo, 40 de ancho y 15
de alto. En términos de espacio, la estructura contará con 1500 m2
de cultivos acuícolas, 657 m2 de cultivos hidropónicos, 200 m2 de
espacios comunes y oficinas, pensado para los 22 habitantes de
Telele.
Figura 4 - Diseño Conceptual - Vista Lateral de estructura flotante
Figura 6 - Diseño Conceptual de Estructura flotante
5
5.1 PESO ESTRUCTURA
Se calcularon los pesos aproximados del prototipo, considerando
sistemas de flotación, estructura externa, plataforma de soporte y
tela arquitectónica como cubierta.
Para los pontones se consideró usar secciones de tubería de HDPE de
1200 mm de díametro. A continuación una vista en sección de la
estructura con el diseño de pontón con doble tubería de HDPE y
soporte de Acero Inoxidable.
Por encontrarse en un nivel conceptual, no se incluyeron elementos
de mayor detalle como lo son las granjas hidropónicas, elementos
habitables, estanques de agua dulce, etc.
Las granjas acuícolas no se consideraron dentro del peso porque
deberán tener boyantez propia e incluir uso de flotadores. Esto, para
no exigir la estructura con cargas adicionales.
5.2 ELEMENTOS ADICIONALES
Otros elementos importantes, pero que no fueron incluidos en el
peso del prototipo son los siguientes:
Granjas Hidropónicas
Se incluirán granjas hidropónicas
por niveles, para aprovechar al
máximo la geometría y altura del
domo, además de aumentar la
productividad.
Granjas Acuícolas.
Existirá una variedad de cultivos,
de algas, choritos, erizos y
ostiones
para
tener
una
productividad
extensa,
aprovechando las cualidades de
cada especie.
También se incluye una plataforma de madera, en donde se realizan
las actividades y se montarán las oficinas, baños, estanques de agua,
bodegas, etc.
Según el diseño conceptual del prototipo, el cuadro de cargas de la
estructura flotante es el siguiente:
Flotadores HDPE Ø1200 mm
Estructura Gridshell (Madera + herrajes)
Tela Duraskin
Plataforma Soporte (Madera y Acero)
Peso Total
35.600 Kg
250.000 Kg
7.500 Kg
295.056 Kg
588.156 Kg
Habitáculos
Habrá servicios turísticos, venta
de productos, habitaciones,
degustación
de
alimentos,
oficinas y sala de actividades para
la comunidad.
6
6 CARACTERÍSTICAS DEL MODELO
Los modelos preliminares se fabricaron en impresión 3D y luego un
modelo a escala 1:200 hecho con alambre tensado y manga de
polietileno para la superficie externa. En pruebas preliminares se
pudo comprobar que estos modelos tenían facilidad para levantarse,
por su forma similar a un perfil alar.
Ilustración 1 - Dimensiones en milímetros del prototipo
Luego se intentó llegar al tamaño máximo posible para disminuir los
problemas de relación modelo – prototipo. Este tamaño fue dado por
el ancho del túnel de viento, evitando que existan problemas de
borde. Se optó por un modelo de costillas de acrílico cortadas en láser
que tuviera un ancho de 32 cm. Para usar esta medida se optó por la
escala 1:125.
Luego se fabrica un modelo con costillas de acrílico ensambladas, que
permiten formar una superficie curva. Este modelo pesó 1,3 Kg, lo
que según la escala, era un peso mucho mayor al esperado, por lo
que se decide usar una solución más liviana, para estar acorde con
las leyes de similitud.
El tamaño definitivo del modelo fue de 320 mm x 120 mm x 680 mm,
que corresponde a una escala de 1:125. Se diseña también una
plataforma circular que permita que el modelo gire siguiendo la
dirección del viento y oleaje.
Como se verá más adelante, esta gran diferencia entre prototipo y
modelo hace dificultosa la obtención de datos mediante
instrumentos, así como la extrapolación de estos datos. Sin embargo
las medidas de la máquina termoformadora y de túnel de viento son
las limitantes para la fabricación de dicho modelo.
Teniendo estas dimensiones se hace un diseño base en dos
dimensiones para tener una planimetría general:
7
La forma más liviana de fabricar una estructura curva es termoformar
una lámina de plástico para que tome la forma de una matriz. De esta
forma no necesita costillas interiores que puedan agregar peso.
La matriz del modelo fue hecha en espuma floral usada por su
facilidad para modelar. Luego se cubre con una capa de pasta de
muro. Este modelo se usará para el termoformado.
6.1 RESULTADO PROCESO DE FABRICACIÓN
Comparado con modelos de acrílico realizados anteriormente, el PAI
termoformado tiene un muy bajo peso, lo que se acerca más al peso
correspondiente a las leyes de semejanza, según la escala 1:125.
El peso bajó de 1,3 a 0,405 Kg. De esta forma el peso se disminuyó a
un tercio del modelo anterior, incluyendo los flotadores, hechos de
aislante de cañería de bajo peso. Se logró un modelo apropiado para
los pesos y escalas deseados (ver capítulo Leyes de Similitud).
Usando el modelo anterior como matriz, se calienta una plancha de
PAI de 1,1 mm en una termoformadora, que traspasa la forma al
plástico. La doble curvatura ofrece una mayor resistencia a un menor
peso.
En cuanto a la plataforma circular, se usó acrílico cortado en láser
como estructura y aislante de cañerías como flotador. La plataforma
se mantiene fija con 3 o 4 puntos de anclaje (pesas) que impiden que
la plataforma gire o se mueva.
Figura 7 - Proceso de fabricación en termoformadora al vacío
8
7.2 VELOCIDAD EN TÚNEL Y VELOCIDAD PROTOTIPO
7 LEYES DE SIMILITUD
7.1 PESO DEL PROTOTIPO
Para mantener la similitud del modelo, es necesario escalar el peso
para que se comporte de manera similar al prototipo. Si bien el peso
no es necesario para calcular el coeficiente de arrastre y la fuerza de
arrastre, éste si influirá en el comportamiento frente a olas y en la
velocidad de giro que tenga el modelo.
Para conocer el peso del modelo se usa la siguiente fórmula:
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑀𝑜𝑑𝑒𝑙𝑜 =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑃𝑟𝑜𝑡𝑜𝑡𝑖𝑝𝑜
𝜆3
Donde λ es la escala del prototipo, en este caso 125.
Según el diseño conceptual del prototipo, el cuadro de cargas de la
estructura flotante es el siguiente:
Flotadores HDPE Ø1200 mm
Estructura Gridshell (Madera + herrajes)
Tela Duraskin
Plataforma Soporte (Madera y Acero)
Peso Total
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑀𝑜𝑑𝑒𝑙𝑜 =
35 600 Kg
250 000 Kg
7 500 Kg
295 056 Kg
588 156 Kg
𝟓𝟖𝟖 𝟏𝟓𝟔 𝐊𝐠
El uso de distintas velocidades en el túnel de viento sirve para calcular
el arrastre que éste ejerce sobre el modelo. El arrastre tiene que ver
con la fricción y ésta con el N° de Reynolds. Como ejemplo se calculó
la velocidad más baja medida en el túnel usando la relación por N° de
Reynolds:
𝑉𝑚
𝜆
14,5 𝑚/𝑠
𝑚
𝑉𝑝 =
= 0,116 = 0,4176 𝑘𝑚/ℎ
125
𝑠
𝑉𝑝 =
Dado que esta relación es inadecuada y el N° de Reynolds en el
modelo y en el prototipo están, ambos en la zona turbulenta y donde
el coeficiente de arrastre CD es constante, se puede emplear la
relación de Froude.
𝑉𝑝 = 𝑉𝑚 ∗ √𝜆
Donde 𝜆 = 125
Usando esta fórmula se calcularon los equivalentes en velocidad a
escala del modelo de las velocidades medidas en las experiencias con
el túnel de viento. Se probaron elementos como el sistema de
plataforma giratoria, el comportamiento general del fluido sobre la
estructura, la capacidad alineación del modelo, la fuerza de arrastre
que ejercía y la influencia de elementos como aletas sobre el modelo.
1253
Por lo tanto el peso del modelo es: 0,301 Kg.
El peso teórico del modelo es de 0,301 Kg, mientras que el peso
efectivo es 0,405 Kg. Este fue el mínimo peso posible, ya que es difícil
lograr pesos tan bajos debido al tipo de material. Como la escala va
elevada al cubo en el denominador, disminuye de forma importante
el peso del modelo. Posiblemente, al incluir los pesos no definidos
(granjas hidropónicas, estanques, áreas habitables), se cumpla las
leyes de similitud.
FRECUENCIA VELOCIDAD FUERZA DE
VELOCIDAD
(Hz)
DEL VIENTO ARRASTRE* PROTOTIPO (m/s)
50
55
60
65
14,5
18,6
21,2
24,0
0 Kp
0 Kp
0 Kp
0 Kp
162,11
207,95
237,02
268,32
VELOCIDAD
PROTOTIPO
(km/h)
583,61
748,63
853,28
965,98
*La fuerza de arrastre era muy baja, por lo que el dinamómetro no entregó ningún
valor.
9
permitirá proyectar la 𝐹𝐷 tanto en el modelo como en el prototipo,
ya que es adimensional.
Como no fue posible obtener mediciones con el dinamómetro, se
utilizarán coeficientes estándar (ver figura) para proyectar la fuerza
de arrastre a la velocidad más baja obtenida en el túnel de viento.
Normalmente se utiliza la velocidad más alta, pero como las
mediciones entregaron valores extremadamente altos, se usara el
mínimo valor.
Se utilizará el coeficiente de
arrastre de la forma “media
gota”, que tiene un valor de
0,09 y se asemeja al modelo.
Ilustración 2- Ubicación del modelo en túnel de viento
Las velocidades resultantes, empleando Froude para el prototipo son
muy altas. Esto se debe a la escala empleada. Es necesario bajar la
velocidad en el túnel o subir la escala. También será necesario usar
un dinamómetro de mayor resolución, para obtener resultados
mayores que 0 y coincidentes con las velocidades del viento.
7.3 COEFICIENTE DE ARRASTRE
El objetivo principal del modelo proyectado es conocer la fuerza de
arrastre que ejerce el viento sobre la estructura del prototipo, lo que
influirá en la materialidad de la estructura, además de la cantidad y
resistencia de los anclajes, todos factores que encarecen el proyecto.
La resistencia aerodinámica es la fuerza que ejerce el aire sobre un
cuerpo al moverse en dirección de la velocidad relativa entre ambos.
Para conocer dicha resistencia se utiliza el experimento de arrastre
con dinamómetro en el túnel de viento y su fórmula se define por:
𝐹𝐷 =
1
𝐶𝐷 𝜑𝐴𝑣 2
2
Donde 𝐹𝐷 es la fuerza de arrastre, 𝐶𝐷 el coeficientre de arrastre, 𝜑 la
densidad del fluido (1,25 Kg/m^3), A el área de sección y v la
velocidad. Como no fue posible obtener mediciones de la 𝐹𝐷 es
necesario usar el coeficiente de arrastre de un objeto que tenga una
forma similar a la del modelo, para calcular dicha fuerza. Esto
𝐶𝐷 =
2 𝐹𝐷
𝜑𝐴𝑣 2
Al tener el coeficiente de arrastre, queda solamente una incógnita
que es la fuerza de arrastre.
DATOS DEL MODELO:
Escala
Manga
Altura
Área Sección
Perímetro
Radio Hidráulico
Peso
1/125
0,32 m
0,12 m
0,0282 m^2
0,75 m
0,0376 m
405 gr
0,32 m
0,12 m
Ilustración 3 Sección de Modelo
10
Este valor será útil en el dimensionamiento de anclajes y también
para cálculos estructurales.
Teniendo esta referencia de fuerzas, se procede a calcular las fuerzas
de arrastre del prototipo a las distintas velocidades de viento
observadas en el Fiordo Comau. Para esto se tomaron los datos de la
sección en la parte más ancha del prototipo.
DATOS DEL PROTOTIPO:
Manga
Altura
Área Sección
Perímetro
Radio Hidráulico (A/P)
Peso
40 m
15 m
441,92 m^2
93,63 m
0,0376 m
588156 Kg
40 m
𝐹𝐷 =
Se vuelve a aplicar la fórmula:
1
2
𝐶𝐷 𝜑𝐴𝑣 2 y se
obtienen los siguientes datos:
VELOCIDAD
PROTOTIPO
(m/s)
5,55
11,11
16,66
22,22
27,77
33,33
38,88
VELOCIDAD
PROTOTIPO
(km/h)
20
40
60
80
100
120
140
FUERZA DE
ARRASTRE Kp
767,22
3068,88
6905
12275,55
19180,55
27620
37593,88
FUERZA DE
ARRASTRE
(TONELADAS F)
0,76
3,06
6,90
12,27
19,18
27,62
37,59
Estos resultados se pueden graficar de la siguiente forma:
FUERZA DE ARRASTRE /
VELOCIDAD DEL VIENTO
FUERZA ARRASTRE (TON F)
Debido a que las velocidades medidas son extremadamente altas, se
usará la más baja, correspondiente a los 50 Hz y 14,5 m/s, que
equivale a 579.6 Km/h escalado a prototipo. Respectivamente se
calcula el arrastre para una velocidad extrema más factible de 130
Km/h.
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
VELOCIDAD VIENTO (KM/H)
15 m
Se observa un fuerte aumento en la resistencia ejercida por el
prototipo al viento en cuanto aumenta la velocidad, ya que ésta se
encuentra elevada al cuadrado dentro de la fórmula.
Ilustración 4 Sección de Modelo
11
7.4 NÚMERO DE REYNOLDS
El número de Reynolds se usa para saber si un fluido es laminar o no.
Es adimensional, lo que permite establecer paralelos entre modelo y
prototipo. Será de utilidad para saber si el flujo es turbulento o
laminar. En el caso de ser turbulento, se permitirá usar el número de
Froude para calcular el arrastre, ya que entrega valores útiles para
este proyecto.
El N° de Reynolds está definido como:
𝑅𝐷 =
𝑣(4 ∗ 𝑅𝐻)𝜑
𝜇
Donde RH es el radio hidráulico, 𝜑 es la densidad del fluido y 𝜇 la
viscosidad de dicho fluido.
RD para prueba 1 con velocidad 14,5 m/s:
14,5𝑚/𝑠(4 ∗ 0,0376m)1,22 𝑘𝑔⁄𝑚3
𝑅𝐷 =
18𝑥10−6 𝑝𝑎𝑠𝑆
14,5𝑚/𝑠(4 ∗ 0,0376m)1,22 𝑘𝑔⁄𝑚3
𝑅𝐷 =
18𝑥10−6 𝑝𝑎𝑠𝑆
𝑅𝐷 = 1,479𝑥105
Por lo tanto el flujo es turbulento. Si a 14,5 m/s el flujo es turbulento,
a mayor velocidad el flujo debería también ser turbulento.
7.5 RESULTADOS PRUEBAS CUANTITATIVAS
Las pruebas de modelos en el túnel de viento así como los
instrumentos no permitieron medir datos importantes como el
arrastre. No obstante factores adimensionales como el Coeficiente
de arrastre facilitan, usando valores conocidos, poder estimar datos
de importancia.
Siendo la Densidad del aire 1,22 Kg/m3, la Viscosidad del aire 18x106
Pa*s y el RH del modelo = 0,0376, se completa la fórmula anterior:
𝑅𝐷 =
𝑣(4 ∗ 𝑅𝐻)𝜑
𝜇
Queda como aprendizaje la importancia de la escala en los modelos,
siendo necesario acercarse lo más posible al prototipo para que los
datos entregados por los instrumentos sean importantes. Frente a lo
observado queda la duda si el bajo arrastre obtenido en el túnel de
viento es causado por una forma muy eficiente, por algún defecto en
el dinamómetro, o la posición muy baja del modelo dentro del túnel,
lo que podría resistencia.
Los valores proyectados usando un coeficiente de arrastre para una
forma similar son bajos para una estructura de gran envergadura
como la proyectada. Este valor permite augurar un buen
comportamiento frente a los fuertes vientos presentes en el Fiordo
Comau.
12
8 PRUEBAS CUALITATIVAS
Se realizaron pruebas en el túnel de viento, estero Mantagua y canal
de olas para conocer el comportamiento general del modelo a la
influencia del viento y el oleaje. Dentro de los objetivos de dichas
experiencias se encuentra:
Capacidad de Giro: Conocer la capacidad de respuesta del modelo al
viento a distintas velocidades. Adaptarse al viento permitirá reducir
el arrastre, por lo que es importante conocer la eficiencia del
mecanismo pasivo de rotación. Se estudiará el funcionamiento del
sistema de plataforma flotante fija como centro de rotación.
Comportamiento General: Aplicar distintos elementos como aletas o
alerones para conocer el comportamiento del modelo debido a los
cambios de velocidad y presión que éstos producen. Se medirá el
arrastre con dinamómetro del modelo con distintos elementos,
además de su comportamiento dinámico.
8.1 TÚNEL DE VIENTO
Se probaron elementos como el sistema de plataforma giratoria, el
comportamiento general del fluido sobre la estructura, la capacidad
alineación del modelo, se midió la fuerza de arrastre que ejercía y la
influencia de elementos como aletas sobre el modelo.
Se descubrió que el modelo tenía una buena capacidad de giro. A
mayores velocidades, la parte móvil del modelo tenía una pequeña
oscilación.
Esto se puede explicar por el fenómeno de vórtices de Von Karman.
Es un patrón que de vórtices que se repite, causados por la
separación no estacionaria de la capa de fluido al pasar sobre un
cuerpo.
Se agregaron alerones para eliminar el comportamiento oscilante
causado por los vórtices en la popa del modelo. El uso de aletas en la
parte superior aumentó la presión sobre la estructura, fijándolo al
agua, además de extender la separación de la capa límite a una mayor
distancia.
En las pruebas de alineación, el modelo era capaz de volver a su
estado original en un tiempo de 1 a 3 segundos. Para probar esto, la
popa del modelo se movía de forma forzada, para ver si el modelo
era capaz de alinearse con la dirección del viento.
Por las dimensiones del modelo, si se acercaba mucho al borde se
producía un Venturi, lo que disminuía la presión, evitando el
alineamiento natural. Esto no sucede en un canal abierto. Si se
evitaba esto, el modelo era capaz de alinearse de forma natural.
13
8.2 PRUEBAS EN ESTERO
8.3 CANAL DE OLAS
La principal característica observada durante las pruebas en el estero
fue la diferencia entre la dirección del oleaje y la dirección del viento,
los que hacían un ángulo aproximado de 45°. El oleaje correspondía
más a la geometría de la cuenca, mientras que el viento era
principalmente SW.
Se probó el modelo en el canal de olas para conocer si era posible
alinear el modelo a las olas, sin la influencia del viento. Para esto se
generaron olas de forma manual, ya que por la escala del modelo
estas tenían que ser muy pequeñas, simulando la onda corta
presente en el Fiordo.
Se probó la plataforma de giro para comprobar la alineación
predominante. El viento tenía una dirección distinta a la del oleaje,
no obstante el modelo se orientó siempre en dirección al viento. Al
igual que en el canal de olas, la estructura no se vio afectada por ellas.
El modelo se alineó siempre en dirección al viento, mientras que el
oleaje no lo afectaba mayormente. Durante esta experiencia no se
observó oscilación del modelo, que pudo haber sido absorbida por el
oleaje, o por un comportamiento distinto del viento en un entorno
abierto.
El período de la ola era de aproximadamente 3 segundos y la altura
de la ola 1,5 – 2 cms, lo que corresponde en escala del prototipo a
un rango de 1,875 – 2,5 metros, oleaje mayor al predominante en el
Fiordo, aunque similar en caso de temporal.
El modelo no respondía de forma importante al estímulo del oleaje.
Sólo se alineaba con olas de 4 a 5 cm, mucho mayores a las
condiciones esperadas. Cuando respondía de forma perceptible, era
más lento que los 3 segundos de respuesta observados en el túnel de
viento.
14