Proyectos
Mesa de agua para la simulación de fluidodinámica aplicada a la ventilación natural en edificaciones rurales
Resumen
Una herramienta para realizar simulaciones de fluidodinámica en edificaciones de manera sencilla y práctica, es la “Mesa de Agua”, que utiliza el agua como elemento de similitud de aire en movimiento, la cual permite visualizar el comportamiento de las líneas de flujo del aire, vórtices, y su interacción con la geometría, tanto interna como externa de la edificación, por medio de modelos bidimensionales. Las ventajas de la mesa de agua consisten en: (a) baja demanda de espacio físico; (b) facilidad de operación y mantenimiento del equipo; (c) posibilidad de cambio instantáneo de parámetros relacionados aberturas y velocidad del flujo; y (d) grabación continua, a partir de fotografías y secuencias, de la visualización de flujo de aire. Esta herramienta es un equipo de tipo hidráulico formado por dos tanques de almacenamiento de agua y comunicados por una rampa transparente (mesa), su funcionamiento se basa en una recirculación de agua mezclada con un indicador (tinta, jabón) por la rampa en mención a velocidad constante; así de esta manera, es posible simular los comportamientos de viento posando sobre la mesa secciones modulares que recreen la configuración de diferentes tipos de edificaciones para así visualizar líneas de flujo en el momento en el cual se pone en contacto el agua con las configuraciones. Se han realizado aproximaciones en los estudios de ventilación dinámica aplicado a ventilación natural de edificaciones en el ámbito rural, la mayoría están direccionados al uso de modelos en Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). La validación de estos modelos es difícil, teniendo en cuenta que este tipo de modelamiento requiere conocimientos previos de fluidodinámica, matemáticos y conlleva un alto costo computacional teniendo en cuenta el costo de las licencias y capacitación. La mesa de agua es una herramienta que permite entre otras cosas el análisis de ventilación dinámica sin necesidad de utilización de software, y puede ser utilizada por personal que no tenga conocimientos de programas de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), con este proyecto se busca aportar al campo investigativo del área de bioclimática en edificaciones agroindustriales, específicamente al estudio de ventilación natural, y análisis fluidodinámico del aire en el ambiente construido. Esta herramienta será de utilidad tanto para el desarrollo de tesis de posgrado, como de trabajos de grado, y cursos de pregrado y posgrado como: Bioclimática en Instalaciones Agroindustriales, Simulación Bioclimática en Edificaciones, Transferencia de Calor y Masa, Construcciones Rurales: Manejo Ambiental, Construcciones Rurales: Administración de Obra, Agroplasticultura, Invernaderos, Electrónica en la agricultura, Ingeniería de Riegos, Poscosecha de Granos y Semillas, Introducción a la Ingeniería Agrícola. El prototipo es conveniente para futuras investigaciones, ya que mediante la simulación de la interacción del aire con la edificación se puede obtener la optimización, y diseño tanto de fachadas como de la distribución de espacios al interior de un recinto, esto en función de lograr un aprovechamiento de la ventilación cruzada. La relevancia académica es alta porque sirve como herramienta auxiliar académica y enfatiza la importancia de los estudios visuales y experimentales, ayudando a diseñar y dimensionar de aberturas, y obtener soluciones estratégicas para la ventilación natural, lo cual es importante para el diseño de arquitectura sostenible, y para la formación de los estudiantes de pregrado y posgrado, principalmente del área de Ingeniería Agrícola y Arquitectura. Tiene implicaciones prácticas trascendentales para problemas prácticos como; evaluación de proyectos en la implementación de la ventilación natural en un tipo de edificación, estudios de volúmenes de área de construcciones y orientaciones de edificaciones propuestas.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:"UN INNOVA": CONVOCATORIA DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INNOVACIÓN EN LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA A PARTIR DEL DESARROLLO DE PROTOTIPOS Y EXPERIENCIAS PILOTO 2019-2021 (PRIMERA COHORTE)
Modalidad:Modalidad 2: Propuestas de prototipos o escalamientos, presentadas por grupos de investigación, hasta por veinte millones de pesos ($ 20 000 000).
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