Nuevas capacidades tecnológicas fortalecerán el trabajo de investigación que se realiza en el Canal de Ensayos Hidrodinámicos (CEH) de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería UACh tras adjudicarse el proyecto "Caracterización de campos de velocidades en sistemas sumergidos mediante técnica de PIV", correspondiente al X Concurso de Equipamiento Científico y Tecnológico FONDEQUIP Mediano 2021 y que considera un aporte de ANID cercano a los $255Mill.
El objetivo principal del proyecto es poder analizar en detalle las características del flujo en las zonas de interacción con zonas sumergidas en sistemas flotantes y submarinos mediante la adquisición de un equipo de PIV (Particle Image Velometry) sumergible. El equipo es desarrollado de manera particular para ser usado en tanques con carros de arrastre como el que posee el CEH, donde tanto el láser como las cámaras, se encuentran integradas en una estructura tipo torpedo que se monta en el carro de arrastre.
Lo anterior permite visualizar el flujo a medida que el objeto es remolcado durante los ensayos o bien, en el caso de plataformas fondeadas, el sistema se instala en el carro el cual se fija en una posición con lo cual es posible analizar la interacción del flujo generado por el tren de olas incidente con la zona sumergida del sistema.
El proyecto fue postulado por el equipo de investigadores del Instituto de Ciencias Navales y Marítimas UACh compuesto por los doctores Gonzalo Tampier, José Miguel Ahumada y Cristian Cifuentes como director del proyecto.
"Hasta ahora en nuestro laboratorio, somos capaces de obtener las cargas globales sobre sistemas flotantes y sumergidos mediante la medición directa con celdas de carga, así como también la caracterización de la respuesta de los sistemas mediante las cámaras de seguimiento de movimiento; sin embargo, no tenemos la capacidad de caracterizar el flujo en términos del campo de velocidades, líneas de corriente, intensidad de turbulencia y presiones. Todo lo anterior será ahora posible con el sistema de PIV que adjudicamos, el cual ilumina, mediante un láser, partículas de pequeño diámetro que son integradas al fluido y cuyos desplazamientos, producto de su interacción con los sistemas, es determinado en base a fotografías que son tomadas por cámaras de alta velocidad" señala el Dr. Cristian Cifuentes.
Lo anterior permitirá aumentar las capacidades de análisis actuales, puesto que la información procesada mediante este equipo permite optimizar formas de naves y artefactos navales, analizar la interacción entre componentes sumergidos de plataformas, estudiar en detalle el flujo en redes y su interacción con fouling y tener datos necesarios para el desarrollo de nuestra línea de investigación en dinámica de flujo computacional, explica el investigador.
Investigación aplicada y redes de colaboración
Es importante destacar además que este será un equipo único en su tipo en el país, ya que, si bien la PUC posee un sistema de PIV, sus aplicaciones están centradas en otras áreas de la ingeniería. "La adquisición del equipo nos permite ahondar nuestras líneas de investigación en temas de energías marinas renovables, simulaciones numéricas de flujo y sistemas para acuicultura y nos permitirá hacer aún más atractiva la colaboración con instituciones nacionales y extranjeras puesto que no son muchos los canales de olas y remolque en el mundo que cuentan con un equipo como el que adjudicamos" precisa el Dr. Cifuentes.
Agrega que este proyecto viene a potenciar el CEH como polo de desarrollo de investigación aplicada en el cono sur y sustenta nuestro programa de Magíster en Ingeniería Naval y Oceánica, ya que los estudiantes podrán optar a desarrollar investigación con herramientas de punta a nivel global desde el sur de Chile.
El proyecto fue postulado con el apoyo de la Pontificia Universidad Católica de Chile, Universidad de Valparaíso, Universidad de Santiago de Chile y el Instituto Nacional de Hidráulica. Todas estas instituciones desarrollan investigación que se verá beneficiada con el equipo y con las cuales existen lazos de colaboración desde la adjudicación, en el año 2017, del proyecto de equipamiento que permitió adquirir el generador de oleaje irregular. El objetivo ahora es involucrar a estudiantes de postgrado y postdoctorantes de esas instituciones para sacar el máximo partido a los equipos y nuestra experiencia en hidrodinámica numérica.
Finalmente, el académico resalta el aporte que este proyecto representa para el Núcleo de Investigación TEKYA UACh, el cual dirige. "Como núcleo, hay dos líneas en las cuales el equipo se integra de manera natural, la primera dice relación con el estudio de estructuras y sistemas navales y la segunda, el área de energías marinas. En cuanto a la primera línea, el sistema nos permite optimizar formas de naves y artefactos navales, reduciendo costos de operación y eventualmente, reduciendo las emisiones de estos. En cuanto al desarrollo de la energía marina en el país, nos permite proponer mejoras a sistemas que quieran instalarse en la costa nacional, mediante análisis de respuesta en las condiciones de operación en Chile, las cuales difieren de otras zonas en el globo y que hacen que los sistemas deban ser repensados, considerando la ocurrencia de marejadas y tsunamis en nuestra costa" concluye.
