Laboratorios de Aerodinámica de Estructuras

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LABORATORIOS DE AERODINÁMICA DE ESTRUCTURAS

Aerodinámica experimental

El estudio de esta materia se encuentra dirigido por el Grupo de Mecánica de Estructuras (GME), se centra en la interacción viento-estructura (edificios, puentes, aeronaves, elementos singulares o desarrollos urbanos) y comprende tanto el ensayo experimental como el análisis numérico avanzado, lo que permite abordar los problemas desde una perspectiva integral.

El CITEEC dispone de dos laboratorios en los que se desarrollan ensayos experimentales de diferentes modelos, tanto reducidos como a escala real en virtud de las dimensiones de trabajo. El TUVA se trata de un túnel de viento de flujo laminar, mientras que el TUCLA consiste en un túnel de viento de capa límite.

Infraestructura

Túnel de Viento de Capa Límite Atmosférica (TUCLA)

Configuración de circuito cerrado.
Planta impulsora conformada por 9 ventiladores con palas de 100 cm de diámetro y motores de 11 kW.
Velocidad máxima en la sección crítica de la cámara de ensayos U≈25 m/s.
Régimen de flujo laminar con baja turbulencia (Iu < 0.5%) y flujo turbulento con perfil de viento.
Cámara de ensayos:
- Sección: 3 m (ancho) × 2 m (alto).
- Longitud: 22 m, precámara de 18 m.
Sistemas de posicionamiento:
- Eje seccional motorizado de 3 m de longitud.
- Mesa giratoria motorizada de 8 m de diámetro.
- Sistema robotizado de 6 GDL (*En desarrollo).
Visualización directa de los ensayos a través de paredes laterales transparentes.
Visualización digital de los ensayos mediante equipos de grabación en tiempo real.
Amplia variedad de obstáculos y elementos de rugosidad (barreras, espiras, mallas y tacos) para la generación de turbulencia y adecuación del perfil de viento incidente.

Túnel de Viento Aerodinámico (TUVA)

- Configuración de circuito abierto.
- Planta impulsora conformada por un ventilador con palas de 150 cm de diámetro y motor de 60 CV.
- Velocidad máxima en la sección crítica de la cámara de ensayos U≈32 m/s.
- Régimen de flujo laminar con baja turbulencia (Iu < 0.2%) y flujo turbulento.
- Cámara de ensayos:
  - Sección: 1 m (ancho) × 1 m (alto).
  - Longitud: 3 m.
- Sistemas de posicionamiento:
  - Eje seccional graduado (±20°).
  - Sistema neumático-magnético de 3 GDL.
- Visualización directa de los ensayos a través de paredes laterales transparentes.

Oficina técnica

Servicio de asistencia auxiliar en los proyectos.
Soporte complementario de proveedores locales.
Fabricación propia de modelos y prototipado rápido.
Competencias en diferentes áreas de la mecánica, electrónica y electricidad:
- Soldadura.
- Diseño CAD.
- Mecanizado convencional y CNC.
- Fabricación aditiva mediante impresión 3D.
- Adaptación de instrumentación.
- Producción de circuitos impresos.
- Fabricación de cableado y conectores.
- Mantenimiento del equipamiento de laboratorio.

Actividad

Líneas de investigación

Estudio de la interacción fluido-estructura en el ámbito civil, industrial o aeronáutico, entre otros.
Análisis de fenómenos aeroelásticos estáticos y dinámicos (divergencia torsional, bataneo, galope, flameo, desprendimiento de torbellinos o vibraciones inducidas por vórtices) en puentes de gran vano y estructuras singulares.
Adopción de tipologías de ensayo mediante configuraciones de vibración libre y vibración forzada, con 3 GDL.
Integración de modelos numéricos compatibles con una metodología híbrida (experimental-computacional) orientada a la evaluación integral del modelo estructural.
Revisión de conjuntos urbanos, zonas residenciales o desarrollos arquitectónicos complejos.
Determinación experimental de parámetros adimensionales como coeficientes aerodinámicos y funciones de flameo, junto con otras magnitudes de interés.
Validación experimental de modelos numéricos aplicados a estructuras complejas.
Desarrollo de técnicas avanzadas de visualización del movimiento estructural en tiempo real.
Soporte para proyectos de investigación y transferencia tecnológica en ingeniería.

Capacidades destacadas

Generación de condiciones de flujo en régimen laminar y turbulento.
Reproducción precisa del perfil de viento de la capa límite atmosférica.
Cobertura de diferentes ángulos de incidencia del flujo.
Adaptabilidad a ensayos estáticos y dinámicos.
Posibilidad de ensayo de modelos rígidos y flexibles.
Versatilidad para la aplicación de modelos reducidos o a escala real.
Disponibilidad de trabajo con modelos seccionales y modelos completos.
Control avanzado mediante SCADA personalizado, con gestión manual o automática.
Integración de sistemas de adquisición de datos universales de alta precisión, resolución y frecuencia de muestreo.
Flexibilidad en la incorporación de instrumentación dedicada.
Determinación de fuerzas aerodinámicas, mapeo de presiones superficiales y cuantificación de vibraciones y desplazamientos, además de otras magnitudes relevantes.
Monitorización en tiempo real tanto de parámetros, etapas de ensayo y variables de interés.
Reproducción y repetibilidad de las condiciones de flujo en un entorno controlado.

Otros estudios

Caracterización de viento atmosférico.
Estudios de seguridad y confort peatonal.
Examen de dispositivos de control de flujo.
Investigación en mitigación de vibraciones inducidas.
Desarrollo de metodologías experimentales avanzadas.
Simulación mediante dinámica de fluidos computacional (CFD).
Captación y aprovechamiento energético en entornos urbanos (energy harvesting).

Instrumentación

Acelerómetro

Sensores capacitivos, piezoeléctricos o piezorresistivos para la cuantificación de aceleraciones en diferentes condiciones.

Cámara de alta velocidad

Dispositivo de filmación para el registro de eventos transitorios y fenómenos vibratorios de alta frecuencia.

Célula de carga (uniaxial)

Transductores con amplificación interna para la determinación de fuerzas unidireccionales.

Célula de carga (multiaxial)

Transductores basados en puentes de galgas extensiométricas para la medición de fuerzas y momentos (6-componentes) en múltiples ejes.

Estación meteorológica

Sistema integrado por barómetro e higrómetro-termómetro para la monitorización de las condiciones ambientales.

Medidor de distancia óptico

Sensores de triangulación láser para el cálculo de desplazamientos y vibraciones.

Medidor de presión (uniaxial)

Tubos de Pitot en “L” para la identificación unidimensional del flujo.

Medidor de presión (multiaxial)

Sonda multiagujero (4-hole) para la caracterización tridimensional del flujo.

Medidor de presión (multicanal)

Escáner de presiones compacto para la evaluación secuencial de múltiples tomas de presión diferencial.

Proyectos realizados

Estudios de puentes colgantes y atirantados, pasarelas y viaductos.
Análisis de estructuras aeronáuticas como UAVs o perfiles alares.
Ensayos de construcciones y otros elementos de gran altura.
Revisión de entornos urbanos y planificación de nuevas áreas.
Evaluación de estructuras singulares (paneles solares, aerogeneradores…).
Validación experimental de modelos numéricos.

CITEEC

Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñería Civil

Campus de Elviña S/N - 15008 - A Coruña

+34 881015185

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