De los túneles de viento a la simulación computacional: el camino del éxito de BrasilSat
Los Túneles de viento son equipos que simulan los desplazamientos de aire y la carga de viento sobre estructuras para el análisis del desempeño aerodinámico.
En general, el túnel de viento es una especie de cámara con un sistema de ventilación interno capaz de enviar el aire a través de las tuberías para probar el rendimiento de algún objeto de estudio.
Los primeros túneles de viento surgieron a finales del siglo 19, al inicio de la investigación aeronáutica, cuando hubo una gran demanda por el desarrollo de las grandes aves – los aviones, cómo se conocieron a las revolucionarias máquinas metálicas que rasgaban el cielo.
Clément Ader fue el ingeniero responsable de acuñar el término Avión en sus creaciones.
Avión III de Clement Ader, expuesto en el Museo de Artes del Conservatorio Nacional de Artes y Oficios, París.
En este post usted podrá descubrir más sobre:
- El surgimiento de los túneles de viento;
- Las aplicaciones de los túneles de viento;
- La evolución de los túneles de viento;
- De la simulación real a la simulación virtual;
- La estrategia de simulación de una empresa líder en el mercado nacional de antenas.
EL TÚNEL DE VIENTO COMO UN CAMBIO DE PARADIGMA
El túnel de viento era visto como un medio de revertir el paradigma usual: una vez de que el aire se detenga y el objeto se mueva a toda velocidad, el mismo efecto se obtendría si el objeto se detenía y el aire se movía rápidamente. De esa forma, un observador estacionario podría estudiar el objeto volador en acción y medir las fuerzas aerodinámicas impuestas a él.
El desarrollo de túneles de viento acompañó el desarrollo del avión.
La evolución de los aviones durante el período de la Segunda Guerra Mundial, en gran parte, se debe a los ensayos en túneles de viento. Así como el desarrollo de los aviones y misiles supersónicos durante la Guerra Fría.
DE LOS AVIONES PARA NAVES TERRESTRES
Más tarde, el estudio en túneles de viento dejó de ser algo tan costoso en relación al pasado y pasó a ser utilizado por varias industrias, principalmente las del sector automotriz.
El estudio con los automóviles no era tanto para determinar las fuerzas aerodinámicas en sí, sino, principalmente, para determinar maneras de reducir la potencia necesaria para mover el vehículo en las carreteras a cierta velocidad.
En estos estudios, la interacción entre la carretera y el vehículo desempeña un papel significativo, y esta interacción debe tenerse en cuenta al interpretar los resultados de la prueba.
En una situación real, la carretera se mueve hacia el vehículo, pero el aire permanece parado en relación a la carretera, mientras que en el túnel de viento el aire se mueve hacia la pista, ya en la pista está estacionario en relación al vehículo de prueba .
Algunos túneles de viento de prueba automotriz incorporaron correas móviles bajo el vehículo de prueba en un esfuerzo por aproximar la condición real, y dispositivos muy similares se utilizan en las pruebas de túnel de viento de configuraciones de despegue y aterrizaje de aeronaves.
SIMULACIÓN EN TÚNELES DE VIENTO PARA TODOS
Las pruebas en el túnel de viento de los equipos deportivos también fueron predominantes a lo largo de los años, incluyendo palos de golf, pelotas de golf, trineos olímpicos, ciclismo, bicicletas y estrategias de carrera.
Los avances en el modelado de dinámica computacional de fluidos (CFD) en computadoras digitales de alta velocidad, redujeron la demanda por pruebas de túnel de viento.
Brasil tiene, en Curitiba, en la casa matriz de BrasilSat, la construcción de la mayor cámara de pruebas de Brasil y uno de los mayores túneles de viento de América Latina.
De tipo circuito cerrado, con una cámara de ensayo de sección cuadrada de 2,4m x 2,4m, con 4 ventiladores de 2,0m de diámetro, con potencia nominal de 93kW, con capacidad de generar vientos de hasta 234 km / h.
El Túnel posee un área total de 805m² y permite evaluar los efectos de la carga de viento en modo estático y dinámico, determinación del coeficiente de arrastre, efectos como resonancias y vibraciones, así como las perturbaciones provenientes de ráfagas de viento.
Este modelo de túnel de viento, permite aplicaciones en diferentes áreas de ingeniería, como:
-Telecomunicaciones;
-Civil;
– Energía;
-Petróleo;
-Automobilística.
Planta del Túnel de Viento BrasilSat.
LA COMPROBACIÓN VÍA SIMULACIÓN COMPUTACIONAL
«La simulación computacional es la forma más eficiente, rápida, económica y eficaz de hacer proyectos.»
Emilio Abud Filho
Vicepresidente de Tecnología BrasilSat Harald SA.
A pesar de contar con un poderoso campo de pruebas, BrasilSat opta por el uso de simulación computacional por un simple motivo: un proyecto basado en cálculos de ingeniería y simulaciones computacionales es la forma más eficiente y eficaz de hacer proyectos.
BrasilSat utiliza herramientas computacionales dedicadas para síntesis, análisis y optimización. La mayor parte de sus software de síntesis son propios y se elaboran con vistas a estructuras específicas, es decir, son softwares que sintetizan (o diseñan) estructuras específicas.
A partir de esta primera síntesis, la compañía presenta rutinas de optimización que buscan mejorar el desempeño de la estructura, sintetizada a partir del uso de varios procesos numéricos como el método del gradiente.
Una vez concluida la etapa de síntesis, la estructura es analizada y refinada en sus mínimos detalles en softwares de simulación, evitando así los altos costos de prototipado y de gasto de tiempo.
Una vez que el trabajo en el ambiente de simulación se ha completado, se inicia entonces la ejecución de los prototipos y la fase experimental de pruebas.
Si se encuentra alguna discrepancia entre los resultados teóricos y los experimentales, normalmente se comprueba primero si no hay error en la documentación del proyecto, y / o en la ejecución del prototipo, pues raramente se encontrará que el problema se encuentra en la fase de simulación, pues ésta es extremadamente precisa.
Es necesario estar en el nivel tecnológico más alto y al mismo tiempo ofrecer estos productos con el menor precio posible, y no hay cómo alcanzar este posicionamiento sin cuidar de cada detalle de proyecto, con un 100% de precisión. Sólo da para hacer esto a través del uso sistemático de herramientas computacionales de simulación, afirma Emilio Abud, Vicepresidente de Tecnología BrasilSat Harald SA.
