La física VS la vida real (II). El efecto Venturi.

En la entrada La física VS un problema real, hablaba de que cuando se nos plantea un problema solemos intentar resolverlo con los conocimientos que tenemos más a mano, fórmulas más o menos simples, etc. En primera instancia no pensamos en todas las variables posibles.

Hoy me gustaría hablar de un caso similar. Se trata también del mismo curso de dinámica de fluidos, con una pregunta inicial bastante sencilla en principio.

¿ Qué configuración de edificios es la que provoca mayor velocidad del viento entre ellos?

Preguntainicial

A primera vista, al igual que el otro día, me pareció claro que la respuesta era la A. ¿Pero por qué? Pues pensando unos segundos recordé el efecto Venturi.

venturi

Cuando un fluido pasa por un estrechamiento se reduce su presión y aumenta su velocidad. La definición más correcta dice así: “El efecto Vénturi es una consecuencia de la ecuación de Bernoulli y se produce cuando un fluido circula por un tubo que tiene un estrechamiento, y se refiere a la disminución de la presión estática sobre las paredes del tubo en la zona del estrechamiento debido a que el fluido aumenta la velocidad en esa zona”

Vale, con la física de mi parte respondo que la A. Aunque he de decir que siguiendo las enseñanzas del primer post de Física VS vida real no me quedo muy tranquilo.

Resulta que en el Building Aerodynamics Laboratory dela Concordia University, en Montreal se hicieron la misma pregunta pero con medios más potentes para responderla. Construyeron una maqueta a escala y la probaron en el túnel de viento.maquetas

Los resultados fueron sorprendentes, muy poco intuitivos.

En la imagen vemos los resultados de la simulación, para una separación entre edificios de 20m. El viento es mayor en el caso B, con edificios divergentes. En el caso A existe un bloqueo del flujo del viento “aguas arriba” que provoca una deceleración en el centro, y que el flujo sea mayor por los laterales de los edificios.

respuesta

Para una separación mayor, de 75m,  el resultado es similar.

resultados 2

El viento se comporta como se ve en la imagen. Un pequeño flujo pasa entre los edificios, y la mayor parte por encima de ellos debido al bloqueo que se produce al nivel del suelo. Si el flujo estuviese confinado, esta posibilidad no existiría y el flujo al completo tendría que pasar entre los edificios. Ahí sí que se produciría un comportamiento tipo Venturi. Y es precisamente esto lo que había obviado al tomar mi decisión inicial. El efecto Venturi solo sirve para fluidos en tuberías, en espacios confinados. 

qué sucede

Podría alguien estar preguntándose qué tiene esto que ver con la ingeniería. En principio parece que no mucho, pero veamos un ejemplo: El Bahrein World Trade Center.

bwtc

Está formado por dos edificios, unidos por tres turbinas (1 la inferior, 2 la del medio y 3 la superior en adelante).

La posición de ambos bloques es de convergente respecto al flujo medio del viento en el lugar (que viene del mar).

bahrein2

Además este flujo de viento es constante en el tiempo, según la rosa de vientos:

viento

Los resultados, después de todo lo visto anteriormente, son claros:

gráficosbaherein

Para la posición de viento más habitual, con ángulo cero ( 0º), la velocidad del viento en dirección x (la perpendicular a las turbinas, que son fijas) y la energía generada por ellas es menor que si se girase todo el conjunto 180 grados. A lo largo del tiempo serán muchos millones de euros los que se habrán perdido por esta cuestión.

En el gráfico, Kx es la relación entre la velocidad en la zona más alta del edificio y el punto en cuestión.

Para terminar decir que este es un edificio muy singular, y que probablemente nosotros no podamos poner en la práctica algún día todo esto, pero no está de más saberlo. Es reconfortante saber también que incluso los mejores se equivocan, pues supongo que con el presupuesto que manejaban habrán consultado a los mejores especialistas del mundo.

Espero que haya sido entretenido.

Un saludo

 

PD: Como curiosidad sobre el Efecto Venturi y la relación entre la velocidad el aire y la bajada de presión:

http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esotecnologia/quincena9/imagenes9/venturi/venturi.html

 

Anuncios
Etiquetado , ,

2 pensamientos en “La física VS la vida real (II). El efecto Venturi.

  1. juanhernandez dice:

    Precisamente hoy en el trabajo he tenido que tratar el efecto venturi en una tubería de agua. Había un punto donde una tubería se estrechaba, haciendo disminuir la presión de las acometidas de los suministrados. Mucha suerte con el blog, me gusta mucho, y sobre el efecto Venturi, creeme, aparece aunque no te lo supongas.

  2. mabldo dice:

    Gracias por el comentario Juan. Me alegro de que te guste el blog. Un saludo

Deja un comentario, anímate.

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s

Anuncios
A %d blogueros les gusta esto: