Túnel de viento (http://www.ingenieriadeviento.com)

En el seno del GRUPO DE DINÁMICA DE FLUIDOS AMBIENTALES, liderado por el profesor Losada, nace el Grupo de Ingeniería de Viento. El buque insignia del grupo es un nuevo Túnel de Viento de Capa  Límite de una longitud total de  26 m y sección de ensayo de 2.15 por 1.8 m. Este es el primer túnel de viento de este tipo en España y el primer túnel de viento en Andalucía. En él, se podrán reproducir vientos planetarios de hasta 180 Km/h.

Por el efecto de la superficie terrestre, la velocidad del viento disminuye conforme disminuye la altitud. La forma en la que disminuye (capa límite planetaria), depende del tipo de superficie. Si se trata de una zona urbana, densamente poblada, con edificios de altura, el efecto de la superficie (rugosidad, z_o) será mayor que en campo abierto. A la hora de estudiar los efectos del viento en sistemas estructurales o medioambientales es importante la correcta simulación del viento en la capa límite correspondiente a la ubicación del proyecto. Esto se consigue en los llamados Túneles de Viento de Capa Límite donde se desarrolla, a una escala determinada, el perfil vertical de velocidades. Los modelos se sitúan en platos giratorios pudiendo así estudiar el efecto en para distintas direcciones de viento. Además de la variación de la velocidad del viento con la altura (ū(z)) es preciso modelizar correctamente:

• Perfil de velocidades medias (ū), z_o
• Sección transversal de ū, uniformidad
• Perfil de intensidad de turbulencia I_u
• Espectro de velocidad a distintas alturas
• Escala integral de longitud a distintas alturas

Los nuevos tipos estructurales de construcciones singulares así como los materiales constructivos empleados, cada vez más ligeros, hacen que la carga del viento tenga gran importancia frente a cargas como el peso propio o el sismo. A menudo, las normativas no cubren, el estudio específico de la acción del viento para estas tipologías o bien, los valores son notoriamente conservativos. Se hace necesario un estudio detallado del caso concreto. Sólo en algunas ocasiones es posible hacer predicciones mediante modelos numéricos (ingeniería de viento computacional). Normalmente  el estudio conlleva el ensayo en un túnel de viento de capa límite. Hay diferentes tipos de ensayos para la determinación del efecto del viento en una estructura: ensayo de modelo de sección, de presiones, aeroelástico, de balanza... También es posible que sea necesario el estudio de los efectos del viento en la planificación urbanística mediante modelos de "plaza".

Según el tipo de ensayo a realizar las condiciones necesarias en el flujo serán distintas así como la instrumentación necesaria. Los túneles de capa límite pueden ser de circuito abierto o cerrado teniendo una sección de ensayos normalmente por encima de los 12 metros de longitudes y secciones del orden 2 por 2 metros. Corriente arriba de la cámara de ensayos precede una contracción de ratio normalmente alrededor de 4 a 1. La contracción es necesaria para disponer corriente arriba de esta, una cámara de estabilización dónde se disponen unos elementos que producirán una considerable pérdida de carga, aprovechando la menor velocidad en una sección mayor. A lo largo de la cámara de ensayos se disponen diversos elementos para la generación artificial de una capa límite a escala de aquella planetaria que corresponda al caso en estudio: marítima, zona urbana densa, campo abierto...Normalmente se emplean generadores de vórtices de formas triangulares o elípticas y elementos de rugosidad en el suelo, a lo largo de toda la cámara. Mediante estos elementos se obtiene el perfil de velocidades e intensidad de turbulencia deseada. Al final de la cámara de ensayos se dispone el modelo sobre el que incidirá este viento planetario a escala. En este modelo se medirán presiones superficiales, interiores, esfuerzos en elementos estructurales, fuerzas resultantes, campo de velocidades... según el caso de estudio.