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Environmental design of low crested coastal defence structures (DELOS)

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Modelos de dinámica de fluidos para estructuras de baja cuota de coronación

El grupo de investigación de la dinámica del sedimento (SDRG) de la Universidad de Southampton decidió seguir alimentando la rica historia de los científicos europeos en el campo de la dinámica de fluidos. Su objetivo era modelar adecuadamente la miríada de fuerzas que afectan a los espigones marítimos.

Cambio climático y medio ambiente icon Cambio climático y medio ambiente

En los últimos siglos, ciudadanos europeos de Inglaterra (William Froude), Francia (Augustin Cauchy) o Alemania (William Weber) han realizado importantes aportaciones a la teoría de la dinámica de fluidos. El SDRG de Southampton intentó determinar qué teoría de dinámica de fluidos resulta más apropiada para modelar las estructuras de baja cuota de coronación (LCS). Las LCS son rompeolas artificiales colocados para proteger la costa de las amenazas de la erosión y las inundaciones. Las LCS presentan unas dificultades peculiares para la dinámica de fluidos. Por un lado, hay que abordar de forma simultánea las tres fases del material: gas (el aire), líquido (el agua de mar) sólido (las LCS). Por tanto, en determinadas situaciones existe una limitación de compresibilidad, mientras que en otras no. Así mismo, participan muchas fuerzas, cuya importancia depende de la escala dimensional. Otra peculiaridad que hay que tener en cuenta es la diferencia en las propiedades físicas entre el agua dulce y el agua salada. Por último, la vida marina que habita las LCS complican aún más la dinámica del flujo. Por eso, el modelo, y la teoría sobre la cual se sustenta, debe ser flexible para adaptarlo a estas circunstancias específicas. En realidad, lo que el SDRG de Southampton descubrió es que ninguna teoría es universal y se puede aplicar en todas las situaciones. Se probaron varios modelos de escala, como el de Froude, Cauchy o Weber y también el de Reynolds. En general, la teoría de Froude produjo los mejores resultados. Otro resultado importante de la investigación fue la identificación de un parámetro para contribuir al análisis de los hechos impulsivos. Respecto a las LCS, las olas que golpean las LCS constituyen los hechos compulsivos más comunes. El parámetro se genera integrando el cambio de presión y dividiéndolo por la densidad en el punto de interés. Los experimentos del laboratorio mostraron discrepancias entre los modelos y los datos recopilados de las LCS en el campo, lo que refleja una vez más que los modelos no son una copia perfecta del mundo real. Por ejemplo, algunas corrientes de flujo que en laboratorio eran laminares resultaron ser turbulentas en el campo. A pesar de estas limitaciones, la investigación constituye un nuevo e importante conocimiento en esta disciplina especializada. Actualmente se está difundiendo el informe que resume estos resultados, principalmente entre los posibles usuarios de la información, como autoridades locales, empresas de ingeniería y asesorías medioambientales.

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