Vientos intensos pueden ser más destructivos que los sismos

A veces la acción del viento resulta ser más destructiva que la actividad sísmica, por lo que es importante conocer la interacción entre una estructura y los distintos tipos de velocidad de las corrientes de aire, así como sus características de turbulencia.

Este fenómeno natural que produce altos costos de reparación en México. Cuando es un año de poco viento, el país gasta mínimo 6 mil millones de pesos anualmente. Y cuando es temporada de vientos muy intensos tiene que pagar cerca de 80 mil millones de pesos, informó el ingeniero Neftalí Rodríguez Cuevas.

Para diseñar un edificio, un aeropuerto, un auditorio o un estadio de futbol no sólo deben tomarse en cuenta el tipo de materiales a utilizar, la zona geográfica en donde se ubicará o el riesgo sísmico, sino que deben realizarse estudios de flujo de viento para entender los fenómenos de inestabilidad que puedan presentarse y ofrecer una construcción segura para el usuario.

En el Laboratorio de Túnel de Viento del Instituto de Ingeniería de la UNAM se realizan estudios de interacción entre cuerpos y corrientes de aire. En él se pueden colocar modelos a escala y aplicar los planteamientos de la mecánica de fluidos para entender la acción que el aire produce sobre los prototipos de las construcciones reales.

“Al colocar estos modelos podemos lanzar el aire en todas las direcciones que nos interesan y llegar a establecer cómo son las presiones que se generan en distintas partes del cuerpo a distintas alturas. Si entendemos las características de acción, podemos inferir la estabilidad en la construcción”, explicó el ingeniero Neftalí Rodríguez Cuevas, responsable de este laboratorio.

El fenómeno de vórtices

Los integrantes del Túnel de Viento lograron reproducir y medir  lo que sucede cuando se empiezan a desprender vórtices periódicos de las construcciones. El profesor Rodríguez Cuevas detalló que los vórtices son pequeños remolinos, es decir, fenómenos de la mecánica de fluidos que son generados por la naturaleza para disipar energía en zonas muy locales.

No existe ninguna otra publicación en la que se muestre una medición a detalle de las características de ese fenómeno de desprendimiento de vórtices y cómo son las presiones que se originan alrededor de un cuerpo en el que se están desprendiendo estos, comentó el investigador.

“En la interacción del aire con edificios, por sus aristas, tienden a generarse vórtices pero en ocasiones llegan a alcanzar cierta velocidad crítica en donde al desprenderse los vórtices –lo cual hacen de manera periódica y en la misma frecuencia del edificio– se ocasiona que algunos edificios y puentes se caigan”.

Entender el viento

El Túnel de Viento del Instituto de Ingeniería se desarrolló en la década de los sesenta. Al principio de su instalación, se usó para generar corrientes de aire controladas. Posteriormente se utilizó para aprender cuál es el flujo que se puede generar dentro del túnel. Se experimentó en lanzar distintos tipos de flujo sobre obstáculos que eran colocados al interior de éste, con el fin de conocer cómo es el fenómeno de interacción entre cuerpos y corrientes de aire.

En este túnel se producen velocidades de hasta 180 km/hora y está diseñado principalmente para entender lo que sucede en el área de la ingeniería civil y establecer conocimientos sólidos, que permitan diseñar estructuras con la certidumbre de que no van a sufrir daño por la acción del viento.

Gracias a estudios realizados en este laboratorio se han establecido normas y reglamentos de construcción. Ejemplo de ello son los manuales de la Comisión Federal de Electricidad que han tomado resultados de pruebas del túnel de viento para diseñar instalaciones industriales. Además de que ha servido para construcciones como la del Palacio de los Deportes, el puente atirantado de la carretera México-Acapulco y el museo.

Destacó además que en este laboratorio se probó un dispositivo que permite regular la operación de aerogeneradores, instrumentos con los cuales se aprovecha la energía del viento para producir electricidad. Estos estudios los han realizado con el fin de que su control sea más eficaz.

Asimismo, aporta pruebas para conocer cómo se disipa la energía en las construcciones y así tener edificios eficientes en el manejo de ésta para que no se difunda hacia el exterior y se logré un ahorro de luz eléctrica o de combustibles. Este trabajo consistió en entender cómo se puede transmitir el calor por las paredes cuando hay viento y explorar métodos para que esa difusión de la energía que representa un alto costo para los habitantes de zonas muy calurosas –puesto que tienen que estar pagando por aire acondicionado– se minimice.

El profesor emérito de la UNAM acotó que los túneles de viento han tenido una rápida evolución, desde el que construyeron los hermanos Wright para establecer el primer modelo de avión, hasta algunos que existen en la actualidad que pueden producir vientos de 30 mil km/hora.