19-03-2020 | Publicado por Joaquín Martí
La reciente visita de la tormenta Gloria al Levante español ha venido a recordarnos el poder del viento y el agua, tan útil cuando puede controlarse ordenadamente y tan destructivo cuando se desencadena. El viento y la lluvia son esenciales para la vida, pero ningún exceso es bueno. En los huracanes y tormentas, el exceso de agua suele ser más dañino que el de viento, pero ambos pueden ser muy perjudiciales.
En todos los proyectos hay que considerar las cargas que la estructura puede experimentar y, por supuesto, esto incluye las cargas de viento. Las cargas sostenidas crecen con el cuadrado de la velocidad del viento y con el tamaño del área expuesta. Pero, además, el viento cambia de dirección y velocidad y, lo que es aún más complicado, la interacción del flujo con la estructura, especialmente en caso de estructuras flexibles, da lugar a fenómenos adicionales. Un buen ejemplo de esto último puede verse en la filmación de los últimos instantes del puente de Tacoma Narrows en 1940.
Desde el punto de vista del viento como amenaza, Principia ha llevado a cabo análisis para media docena de puentes, incluyendo los efectos aeroelásticos en algunos casos, estadios de fútbol, museos, estaciones de ferrocarril, plantas solares, torres de gran altura y otras estructuras.
Quizá el caso más conocido sea el de la grúa de 200 m que el viento se llevó en 2015 y cayó sobre el tejado de la Gran Mezquita de La Meca, accidente que estudiamos para Saudi Binladen Group.
También hemos llevado a cabo estudios de peligrosidad de vientos en varios contextos y con diversas aplicaciones, a fin de determinar los escenarios de viento a tener en cuenta en proyectos específicos. Por supuesto que existe normativa de obligado cumplimiento sobre el tema, pero los intereses de la propiedad y los aseguradores pueden ir más allá.
Desde el punto de vista del viento como recurso energético, Principia ha trabajado en más de 70 proyectos de aerogeneradores. De ellos, aproximadamente el 75% se ocupaban de nuevos diseños de torres o cimentaciones, diversas condiciones de terreno, efectos sísmicos, comportamiento de piezas mecánicas, etc.
Lamentablemente el 25% restante trató sobre problemas sufridos por instalaciones existentes, muchos de los cuales eran resultado de hipótesis de diseño incorrectas sobre la transmisión de las fuerzas generadas por el viento desde la torre a su cimentación.
Es típico que el carácter oscilatorio de las cargas y las respuestas dé lugar a problemas de fatiga del material. Como consecuencia, también hemos tenido que analizar problemas de fatiga y fisuración en muchas piezas mecánicas de aerogeneradores, incluido el bastidor que soporta al equipo principal en la góndola.
En todas estas tareas, la simulación numérica, basada en los fenómenos físicos imperantes y en hipótesis adecuadas, es la clave para lograr un buen diseño, así como para investigar y remediar aquellos diseños que el viento ya se llevó o está amenazando llevarse.
