Puesta en Marcha de Canal con Generador de Olas y Caracterización Hidrodinámica.

El objetivo de este trabajo de título fue diseñar e implementar un canal de experimentación que permita estudiar los fenómenos hidrodinámicos que se manifiestan en estuarios -sistemas complejos donde interactúan entre otros fenómenos el oleaje, la marea y caudales afluentes- y de esta manera hacer un aporte al estudio del comportamiento de la capa límite béntica en estos sistemas. El presente estudio forma parte del proyecto FONDECYT 1040494 “Turbulencia y Transporte en la Capa Límite Béntica de Lagos y Estuarios, Estudio de Terreno y Modelación” Se desarrolló un modelo de laboratorio que representa la desembocadura de un río en el mar, en condiciones de oleaje de período corto y corrientes débiles. Dentro del trabajo experimental se puede mencionar dos partes: i) Puesta en Marcha, la cual contempla la calibración del canal, entendiéndose a ésta como el desarrollo de un análisis que permitan la rápida y confiable utilización del canal; y ii) Caracterización hidrodinámica de la interacción de corriente y oleajes. Las experiencias se llevaron a cabo en el laboratorio “Francisco Javier Domínguez” perteneciente al Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile, con un sensor de altura de agua y un sensor ADV, que mide las 3 componentes de la velocidad del flujo. Todo el análisis matemático que se llevó a cabo con los datos obtenidos se realizó con herramientas computacionales, como rutinas en ambiente MATLAB, que quedan disponibles para futuros usos en la División de Recursos Hídricos del Departamento de Ingeniería Civil. La caracterización hidrodinámica que se llevó a cabo en el canal consideró perfiles de velocidad y de energía cinética turbulenta por fases de oleaje, los cuales se relacionan con adimensionales que gobiernan el problema. Se realizó un estudio orientado a determinar la escala espacial y temporal de los experimentos de laboratorio con respecto a un prototipo equivalente a un sistema natural con oleaje típico costero, considerando la distorsión que introduce en la escala de rugosidad , la arena utilizada como fondo del canal. Las magnitudes de las variables de control en las experiencias relacionadas con la caracterización hidrodinámica fueron determinadas a través de éste modelo de escalas. Se concluye que el estudio de laboratorio introduce distorsión en el efecto del oleaje sobre la hidrodinámica del flujo en las cercanías del fondo, que deben ser tomadas en cuenta en fututos estudios de transporte y transferencia de masa inducidos por oleaje en la cercanía del lecho. Por último, es importante hacer notar que el resultado final de la memoria es una instalación experimental, entendida como una estación operativa y que tiene asociada información relevante acerca del funcionamiento tanto de la parte hidráulica del canal como de los sistemas mecánicos que componen el generador de olas.