TUNEL DE VIENTO

INTRODUCCIÓN
El desarrollo de técnicas de cálculo, las computadoras cada vez más rápidas y potentes, la mayor disponibilidad de memoria, etc., posibilitan el estudio de problemas cada vez más complejos, que hasta hace pocos años eran de imposible tratamiento.
Las computadoras tan modernas, disponibles a precios muy accesibles, han aumentado el tipo de tareas que se pueden enfrentar desde el punto de vista teórico, existiendo para tal fin un sin número de softwares, que utilizados correctamente y ateniéndose a sus limitaciones, brindan una herramienta efectiva para la resolución de tales problemas. Los programas de cálculo, son desarrollados a partir de teorías simplificadas del comportamiento de la naturaleza, puesta en evidencia en una cantidad enorme de experiencias bien documentadas. A lo largo de los años, la acumulación de experiencias, y teorías que las describen mas o menos exitosamente, determinó la necesidad de desarrollar teorías generalizadas que explicaran el comportamiento de la naturaleza en tales experiencias, previendo además los resultados futuros.
La necesidad de prever los resultados, está íntimamente relacionado con su aplicación en el cálculo y diseños de futuros emprendimientos.
La exactitud del cálculo permite racionalizar los recursos, provocando mayor atención en áreas que influencian de manera significativa el funcionamiento eficiente del proyecto.
La alta competitividad de la industria moderna, como así también lo es la práctica de ciertos deportes, hace necesario, la constante evolución de máquinas y artefactos, que funcionen satisfactoriamente en condiciones cada vez más difíciles y cambiantes.
En lo que respecta a la mecánica de los fluidos, la complejidad de los fenómenos involucrados entendidos y explicados en parte hasta la fecha, hace necesario la continua verificación de las hipótesis así como los resultados obtenidos teóricamente.
La experimentación, sigue siendo el medio para verificar conceptos e ideas de uso práctico, así como el funcionamiento de partes o componentes fundamentales del proyecto.
En mecánica de los fluidos, aerodinámica, etc., la complejidad de las ecuaciones matemáticas hace aún hoy imposible su tratamiento completo en problemas prácticos. Además, existen ciertos parámetros que por su naturaleza son eminentemente experimentales.
Es necesario por lo tanto contar con medios que hagan posible el estudio de dichos fenómenos de una manera económica y confiable.
El túnel de viento es la herramienta adecuada para la verificación, estudio y desarrollo de técnicas y procedimientos, así como de teorías con el fin de entender el comportamiento de cuerpos o masas de aire en movimiento. Es innumerable la cantidad de ejemplos donde se hace necesario el conocimiento del comportamiento de aire en presencia de otros cuerpos, mas o menos rígidos, haciendo imprescindible su estudio por medio de túneles de viento. Las posibilidades de visualización del movimiento del fluido, como así también la posibilidad de proponer experiencias, le otorgan además cualidades educativas importantes.
Últimamente, la rápida evolución en los deportes, ha promovido la investigación en todos los campos de la mecánica, y en particular, la mecánica de los fluidos, donde la experimentación es imprescindible.
Para simular las condiciones reales, es necesario simular las condiciones atmosféricas. Estas se caracterizan por un grado bajo de turbulencia (definida como perturbaciones alrededor de un valor medio de velocidad del aire). Se impone por lo tanto la necesidad de contar con un túnel que provea aire en condiciones similares de turbulencia, es decir con niveles relativamente bajos de la misma.
Sumario del Artículo
Este artículo es una introducción para estudiar túneles de viento. Describe cada uno de las cinco partes del sistema de un túnel del viento y usa animación y el volumen Java-basado interactivo para ilustrar y demostrar su funcionamiento. Las necesidades para, y precursores , también se discuten brevemente túneles del viento. El artículo proporciona descripciones y eslabones a otros recursos de túnel de viento educativos, y a la información sobre los túneles del viento operacionales de NASA y diferentes paginas de Internet
TÚNEL DEL VIENTO
Tomando del diccionario ilustrado Larusse..

"... en aeronáutica, es un aparato que simula las condiciones a las que se somete un objeto que se mueve a través del aire. Se usan túneles del viento para estudiar los efectos del aire frente al movimiento de objetos como el avión, nave espacial, automóviles, edificios, y puentes.

Los túneles del viento varían en tamaño de unos 12 m a 24 m (40 ft a través de 80 ft). El área de sección transversal del túnel, es la parte más difícil en donde desarrollar y sostener fluidos-aire a gran velocidad. Éste es sobre todo un problema en túneles supersónicos y el hipersónicos en donde los requisitos de poder son tan grandes que el tamaño del túnel debe mantenerse aun más pequeño. Tales velocidades son producidas por compresores aéreos, la descarga de gas guardado bajo alta presión , o la descarga explosiva de gases. Las velocidades más altas son aquéllas obtenidos en el Centro de Investigación Ames, alcanzando velocidades de 48,000 km/h (30,000 mph) aproximadamente en segundo...”

Tempranamente los diseñadores de aviones acreditaban sus aviones después de un ejemplo de funcionamiento, ellos tenían: el vuelo de pájaro. ¡Desgraciadamente, estas pruebas o testimonios eran para los pájaros, literalmente!

Claro, se haría algo más que mirar pájaros para descubrir los secretos de volar. Para volar, ellos necesitaron entender el flujo de aire frente al avión y como usar esta información para mejorar el diseño y la construcción de aviones. Esto significó construir laboratorios en los que podrían probarse alas, fuselajes, y superficies del mando bajo las condiciones controladas.

Hoy los diseños de aviones pasan por el túnel de viento una significante prueba antes de construirse para clasificarlos según tamaño y prueba-vuelo.

Uno de los primeros métodos fiables fue mover un flujo firme de aire encima de una superficie; la prueba era el brazo girado. Un brazo girado es un polo largo en un estante que se encuentra rotando. Por ejemplo, una ala al probarse se ataba al extremo lejano del polo, y el estante empezaba a girar gracias a un motor.

Pero había problemas con el brazo girando. Para muchos casos, el movimiento del brazo generaba mucho aire, o turbulencia. Esto lo hizo más difícil de conseguir medidas exactas. También era muy difícil de montar instrumentos y medir las fuerzas pequeñas en el modelo de la prueba mientras estaba girando rápidamente.

H. Wenham Franco generalmente se acredita como el diseñador y operarario del primer túnel de viento, en 1871. Un entusiasta, manejado por un artefacto de vapor, aire propulsado bajo un 12-ft. (3.7 m) del modelo. La gran capacidad del túnel del viento para controlar, la comprobación sistemática hizo que los dispositivos del brazo girado se volviera obsoleto rápidamente.

LAS PARTES DE UN TÚNEL DEL VIENTO


Esta información es proporcionada por cortesía del Observatorio de la NASA. El texto, imágenes e interactividad son © 1995-98 BDM Federal, Inc. Todos los derechos reservaron (con excepciones notadas.)






Un túnel del viento realmente es un dispositivo bastante simple. La mayoría de los planes ofrece cada uno de los cinco componentes descrito debajo. El diseño general es crear gran velocidad, baja-turbulencia en el flujo a través de la sección de la prueba y permite a los investigadores medir las fuerzas resultantes sobre el modelo a probarse.

Cámara establecimiento - El propósito de la cámara del establecimiento es estabilizar el flujo.

Cono de la reducción - El cono de la reducción toma un volumen grande de aire de baja-velocidad y lo reduce a un volumen pequeño de aire de alto-velocidad sin crear turbulencia.

Sección de Prueba - La sección de la prueba es donde se ponen el artículo de la prueba y censores.

Difusor - El difusor retarda la velocidad del flujo en el túnel del viento.

Sección de paseo - La sección del paseo proporciona la fuerza que causa el aire para mover a través del túnel del viento.

Los túneles del viento pueden estar abiertos - o cerrado-vuelta. El plan influencia si o no el aire se re-circula en el túnel.

Daniel Mauricio Giraldo