Oscilaciones de la superficie líquida (“sloshing”) en tanques

La aplicación de cargas dinámicas horizontales en tanques de almacenamiento de líquidos produce efectos que se conocen como impulsivos y convectivos en el líquido almacenado. Estos últimos entrañan oscilaciones de la superficie libre del líquido.

El video muestra algunos resultados obtenidos con Abaqus CEL en relación con la simulación de este fenómeno.

Efectos de viento sobre puentes

La acción del viento sobre estructuras de grandes dimensiones puede producir efectos dinámicos importantes, que harían inadecuadas las aproximaciones estáticas. En grandes estructuras, la aplicación de factores de ráfaga es un método demasiado crudo y se requiere recurrir a métodos espectrales, que representan mejor la naturaleza aleatoria del viento.

Principia ha aplicado este tipo de análisis a puentes de diversas tipologías. El ejemplo que aquí se muestra corresponde a un viaducto de hormigón, con grandes luces y pilas muy altas, cuyo comportamiento bajo la acción del viento fue estudiado tanto en fase de construcción como de servicio.

Las figuras siguientes muestran algunos de los modos de vibración del viaducto en cuestión.

Principia realiza estudios sobre el efecto del viento sobre los puentes

Interacción fluido-esclusas en el Canal de Panamá

Se analizó el comportamiento sísmico de las compuertas de las esclusas de la ampliación del Canal de Panamá.

Los estudios realizados tuvieron en cuenta, además de la deformabilidad de las compuertas metálicas, la interacción de las mismas con el agua y el terreno, la compresibilidad del agua, la radiación de energía a través del terreno y otros efectos complejos.

La figura muestra las distorsiones amplificadas de una de las compuertas analizadas.

Principia estudió la interacción fluido-esclusas en el Canal de Panamá

Cavitación y transitorios en un distribuidor

Principia simuló los efectos causados por la despresurización súbita del distribuidor durante las pruebas de presión en una central hidroeléctrica. El golpe de ariete negativo que resulta produce cavitación y separación de columnas de agua, así como implosiones posteriores.

Los cálculos acoplados deben incluir la interacción de la estructura con el agua y el vapor. Principia analizó el problema sin disponer de ninguna información sobre los efectos generados por el incidente, pero los cálculos reprodujeron con precisión las observaciones reales.

Principia ha participado en las pruebas de presión de centrales hidroeléctricas

Diseño de un aliviadero tipo morning glory

Se analizaron distintas configuraciones para uno de los aliviaderos de tipo “morning glory” más grandes del mundo, concretamente para la presa de Calanda en el río Guadalope.

Las simulaciones permitieron obtener configuraciones que evitaran problemas de cavitación en las conducciones y que cumplieran el resto de los requisitos impuestos al diseño. La figura muestra las trayectorias, coloreadas en función de la velocidad en cada punto.

Principia ha participado en el diseño de aliviaderos tipo morning glory

Análisis de la dispersión de vertidos

La generación de energía eléctrica y muchos otros procesos industriales frecuentemente necesitan deshacerse del calor que no puede aprovecharse, refrigerando con caudales de agua que se vierten al mar, ríos o embalses. Algunos procesos, como la desalación, dan lugar a caudales cuya composición difiere considerablemente de la de las aguas receptoras. Otros, como la regasificación del gas natural, pueden generar efluentes más fríos que las aguas receptoras. Todas estas situaciones obligan a estudiar la dispersión y mezcla del vertido en las aguas receptoras a fin de evaluar su impacto en el entorno.

Principia ha realizado este tipo de estudios en todos los contextos mencionados. Los cálculos suelen ser paramétricos para tener en cuenta la naturaleza esencialmente variable de muchos factores, especialmente los meteorológicos y oceanográficos.

Se muestra un ejemplo en que aparecen resultados de los cálculos de temperaturas superficiales junto con medidas tomadas desde una embarcación. La otra figura representa las mismas temperaturas obtenidas a partir de fotografía aérea en el infrarrojo térmico. Se trata de vertidos al mar procedentes de la refrigeración de una central nuclear.

Principia realiza análisis de dispersión de vertidos en procesos de regasificación del gas natural
Principia analiza la dispersión de vertidos para evaluar su impacto en el entorno

Recuperación del fuel del Prestige

El petrolero Prestige se hundió en noviembre de 2002 a 130 millas de la costa gallega. Repsol aceptó el encargo del Gobierno de solucionar el problema planteado por el fuel que el pecio continuaba albergando en sus tanques a cerca de 4 km de profundidad.

Principia colaboró con Repsol con diversos cálculos en soporte de sus actividades. Los cálculos incluyeron la evolución estructural del barco en el proceso de hundimiento e impacto con el fondo, la simulación del comportamiento del fuel en diversas alternativas de extracción y transferencia a la superficie y una serie de problemas físicos asociados a la recuperación del fuel.

La primera figura muestra una foto del Prestige poco antes del hundimiento; la otra es una imagen del pecio de proa en el fondo del mar obtenida por medio de escaneado sónar.

Principia colaboró en la recuperación del fuel almacenado en el PrestigeImagen del pecio de proa del Prestige obtenida con escaneado sónar

Alteraciones del nivel freático

La construcción de obras subterráneas tiene a menudo implicaciones sobre el flujo de agua y el nivel freático en el terreno, que se ven afectados al aparecer barreras antes inexistentes. Especialmente en zonas urbanas, estas alteraciones deben limitarse para evitar inundaciones de sótanos, asientos diferenciales, aparición de grietas, etc. La construcción de nuevas líneas de metro y el soterramiento de líneas de ferrocarril son causa frecuente de estos efectos.

Principia ha llevado a cabo estudios de este tipo para líneas de metro en ciudades como Valencia o Sevilla y el soterramiento de vías de ferrocarril en Logroño, Oliva, Costa del Sol, etc., así como túneles urbanos como el que discurre bajo la plaza de Colón en Barcelona.

Las figuras muestran un ejemplo. La primera imagen presenta las alteraciones freáticas esperables en un caso determinado en ausencia de medidas correctoras; la segunda corresponde al mismo caso, pero incluyendo el efecto de ciertas medidas para mitigar la barrera al flujo creada por la construcción apantallada.
Principia realiza estudios sobre alteraciones de nivel freático en la construcción de obras subterráneasPrincipia ha estudiado alteraciones de nivel freático en líneas de metro de Valencia y Sevilla