Influencia del movimiento relativo de un vector de cuatro cilindros independientes durante los fenómenos de interferencia por estela y proximidad

Resumen

Para un diseño de fachada de interés práctico, la fachada de la Torre PortaFira, (Toyo Ito, Barcelona); se ha examinado la influencia del movimiento relativo de un vector de cuatro cilindros durante los fenómenos de interferencia de estela y proximidad. El carácter divergente de este tipo de inestabilidades puede comprometer la integridad estructural y debe, por tanto, considerarse en etapas tempranas del diseño. A día de hoy, su evaluación requiere el ensayo en túnel de viento de la configuración específica (vector de cuatro cilindros D=110mm y L=1340mm). El estudio de viento de la Torre PortaFira fue llevado a cabo por el equipo de Oritia & Boreas en el Túnel de Viento de Capa Límite de la Universidad de Granada, concluyendo con el diseño de un TMD específico para cada cilindro del sistema de fachada. El flujo alrededor de cuerpos romos (como el cilindro) dispuestos en grupo es complejo. Cuando un cilindro está muy próximo a un primero y además, parcial o completamente sumergido en la estela de éste, pueden ocurrir y combinarse fenómenos de interferencia por proximidad y de interferencia de estela. En este caso de estudio (L/D=1.91), como establece Zdravkovich (1977, 1987), la estela del cilindro aguas arriba queda interrumpida y la respuesta dinámica y las características vibratorias de los cilindros agrupados está interrelacionada, dando lugar a mecanismos de interferencia mutua, difíciles de prever analíticamente. Dada la dificultad técnica de la metodología, en los estudios experimentales normalmente se ha obviado la influencia del número de componentes y el número de grados de libertad del modelo ensayado. Pocos trabajos han abordado investigaciones experimentales con dos o más cilindros libres, que es, sin embargo, el caso de la mayoría de las soluciones prácticas ingenieriles. La investigación se aborda experimentalmente mediante ensayos en la sección aguas arriba del túnel de viento de la UGR. Se diseñó y construyó un banco de ensayo específico, con un sistema elástico de suspensión individual para cada tubo. La respuesta de arrastre quedó restringida evitando interferencias mecánicas entre cuerpos. Cada cilindro podía quedar independientemente fijado, proporcionando un total de ocho diferentes configuraciones fijo/libre. Los resultados de la comparativa entre configuraciones se han manifestado altamente significativos, revelando que la influencia del movimiento relativo de la totalidad del vector deriva en una respuesta reducida de los cilindros, semejante al efecto desencadenado por un aumento del grado de amortiguamiento, y que consecuentemente, su no consideración tiene un carácter conservador.