Casa diseñada para probar el nuevo simulador.
Ya no hará falta esperar a que llegue un huracán de fuerza 5 para saber cómo se va a comportar la estructura de una casa. Un nuevo simulador de huracanes desarrollado por ingenieros de la Universidad de Western Ontario, en Canadá, junto a la empresa Cambridge Consultants, será capaz de imitar las devastadoras consecuencias de los vientos de un huracán cuando éste se manifiesta con su máximo poder de destrucción.
Los test que podrá hacer este simulador, además de ser un espectáculo impresionante, van a ayudar a los investigadores a comprender cómo un edificio puede ser diseñado para aguantar un huracán.
El proyecto, liderado por la Facultad de Ingeniería de la Universidad Western Ontario, se llama “Los tres cerditos” (una alusión al famoso cuento, claro) e introduce bastantes novedades respecto a otros simuladores parecidos. En lugar de usar ventiladores o reproducir ciertas condiciones en un túnel del viento, los responsables de este proyecto han ideado un sistema compuesto por 70 “cajas de presión” que han sido desarrolladas por la empresa Cambridge Consultants, y que han sido montados alrededor de una casa de ladrillos de dos plantas.
Las cajas (un poco parecidos a un potente secador de pelo) miden 2 por 2 metros cuadrados y han sido colocados en toda la superficie de la casa, incluido el tejado.
Oscilación en la presión
Este sistema permite aplicar tanto presiones negativas como positivas sobre el edificio, por vientos que soplan o que succionan, generando presiones que oscilan entre -15 y 5 kilopascales (el pascal es la unidad de presión del Sistema Internacional de Unidades. Se define como la presión que ejerce una fuerza de 1 newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado normal a la misma. Un kilopascal son 1.000 pascales). Las cajas de presión pueden oscilar entre esos dos extremos con una frecuencia de siete veces por segundo.
“Vamos a determinar cómo los cambios rápidos en la presión y en la dirección del viento afectan a la respuesta de casas y otros edificios. Hasta ahora, nadie había sido capaz ni de simular tal cosa ni de medirlo durante una tormenta real”, comenta el profesor Gregory Kopp, que lidera el proyecto “Los tres cerditos”, en un comunicado de Cambridge Consultants.
Los cambios rápidos de presión que reproduce el sistema, le permiten, a su vez, copiar vientos de más de 250 kilómetros por hora. La casa que será usada para el proyecto va a ser golpeada con extrema violencia. Esos cambios de presión son, precisamente, los que causan el debilitamiento de su estructura.
Para facilitar la generación de esos los cambios de presión, Cambridge Consultants ha desarrollado unas válvulas conectadas a generadores de aire que están funcionando constantemente y que pueden abrirse y cerrarse rápidamente.
Modelo a escala
Usaron un modelo a escala de la casa dentro de un túnel de viento para determinar las turbulencias y remolinos que pueden ocurrir cuando ésta es alcanzada por el viento. Los resultados de estas mediciones fueron usados para programar la red de cajas y hacer la simulación mucho más realista.
Los creadores de esta tecnología esperan poder aplicar su base para testar otras estructuras, como pueden se las alas de un avión, y en otras industrias.
Los avances en este campo han sido importantes en los últimos años. En esta misma línea de investigación, ingenieros de la Florida International University, en Miami, usaron un par de ventiladores de 2,5 metros de alto para azotar una casa con vientos similares a los desplegados por un huracán de fuerza 3 (200 kilómetros por hora).
Aquel experimento, denominado “Muro de viento”, tenía sus problemas sobre todo respecto a la limitación máxima de la fuerza del viento y a su capacidad de hacer fluctuar la intensidad.
Otra de las novedades del proyecto “Los tres cerditos” es el ahorro energético. Según explican sus responsables, pese a que van a necesitar una potencia de 1 megavatio para llevarlo a cabo (el equivalente al motor de diez coches), es bastante más eficiente energéticamente que otros test de viento (una décima parte que si por ejemplo hubiesen usado ventiladores)
“Ahora podremos crear una simulación realista de un huracán. Nos ayudará a mejorar nuestra habilidad para evaluar la integridad de la estructura de un edificio, las vías por las que la carga se transmite por la estructura y el comportamiento de sus componentes”, comenta Koop. “Volando la casa, como en el cuento infantil, tendremos una guía no sólo para hacerlas más seguras, sino también para hacerlo de un modo más económico” .
Los test que podrá hacer este simulador, además de ser un espectáculo impresionante, van a ayudar a los investigadores a comprender cómo un edificio puede ser diseñado para aguantar un huracán.
El proyecto, liderado por la Facultad de Ingeniería de la Universidad Western Ontario, se llama “Los tres cerditos” (una alusión al famoso cuento, claro) e introduce bastantes novedades respecto a otros simuladores parecidos. En lugar de usar ventiladores o reproducir ciertas condiciones en un túnel del viento, los responsables de este proyecto han ideado un sistema compuesto por 70 “cajas de presión” que han sido desarrolladas por la empresa Cambridge Consultants, y que han sido montados alrededor de una casa de ladrillos de dos plantas.
Las cajas (un poco parecidos a un potente secador de pelo) miden 2 por 2 metros cuadrados y han sido colocados en toda la superficie de la casa, incluido el tejado.
Oscilación en la presión
Este sistema permite aplicar tanto presiones negativas como positivas sobre el edificio, por vientos que soplan o que succionan, generando presiones que oscilan entre -15 y 5 kilopascales (el pascal es la unidad de presión del Sistema Internacional de Unidades. Se define como la presión que ejerce una fuerza de 1 newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado normal a la misma. Un kilopascal son 1.000 pascales). Las cajas de presión pueden oscilar entre esos dos extremos con una frecuencia de siete veces por segundo.
“Vamos a determinar cómo los cambios rápidos en la presión y en la dirección del viento afectan a la respuesta de casas y otros edificios. Hasta ahora, nadie había sido capaz ni de simular tal cosa ni de medirlo durante una tormenta real”, comenta el profesor Gregory Kopp, que lidera el proyecto “Los tres cerditos”, en un comunicado de Cambridge Consultants.
Los cambios rápidos de presión que reproduce el sistema, le permiten, a su vez, copiar vientos de más de 250 kilómetros por hora. La casa que será usada para el proyecto va a ser golpeada con extrema violencia. Esos cambios de presión son, precisamente, los que causan el debilitamiento de su estructura.
Para facilitar la generación de esos los cambios de presión, Cambridge Consultants ha desarrollado unas válvulas conectadas a generadores de aire que están funcionando constantemente y que pueden abrirse y cerrarse rápidamente.
Modelo a escala
Usaron un modelo a escala de la casa dentro de un túnel de viento para determinar las turbulencias y remolinos que pueden ocurrir cuando ésta es alcanzada por el viento. Los resultados de estas mediciones fueron usados para programar la red de cajas y hacer la simulación mucho más realista.
Los creadores de esta tecnología esperan poder aplicar su base para testar otras estructuras, como pueden se las alas de un avión, y en otras industrias.
Los avances en este campo han sido importantes en los últimos años. En esta misma línea de investigación, ingenieros de la Florida International University, en Miami, usaron un par de ventiladores de 2,5 metros de alto para azotar una casa con vientos similares a los desplegados por un huracán de fuerza 3 (200 kilómetros por hora).
Aquel experimento, denominado “Muro de viento”, tenía sus problemas sobre todo respecto a la limitación máxima de la fuerza del viento y a su capacidad de hacer fluctuar la intensidad.
Otra de las novedades del proyecto “Los tres cerditos” es el ahorro energético. Según explican sus responsables, pese a que van a necesitar una potencia de 1 megavatio para llevarlo a cabo (el equivalente al motor de diez coches), es bastante más eficiente energéticamente que otros test de viento (una décima parte que si por ejemplo hubiesen usado ventiladores)
“Ahora podremos crear una simulación realista de un huracán. Nos ayudará a mejorar nuestra habilidad para evaluar la integridad de la estructura de un edificio, las vías por las que la carga se transmite por la estructura y el comportamiento de sus componentes”, comenta Koop. “Volando la casa, como en el cuento infantil, tendremos una guía no sólo para hacerlas más seguras, sino también para hacerlo de un modo más económico” .