[Curiosidad] Las maquetas de los laboratorios de experimentación hídrica de 1950
27-ago-2020 14:15
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Dale al play y lee -------------------------------------------- -------------------------------------------- Comprender y dominar las fuerzas de la naturaleza es un reto que el ser humano se puso en marcha hace ya tiempo, pero muchas veces la tecnología no estaba lista pese a que la idea estaba formada siglos atrás. Hoy os traigo dos ejemplos de como la experimentación con maquetas podía compensar la falta de los grandes simuladores virtuales que tenemos en un ordenador actual. Pilla flotador con cabeza de pato mi más acuática/o forocochero/a y nademos este hilo. ![]() ![]() El rio Misisipi tiende a crear inundaciones de manera continua, las dos imagenes de arriba datan de 1927 y 1993. Es un rio con unos afluentes muy poderosos y numerosos, una tormenta en su lado noroeste en los rios Yellowstone y Missouri puede crear una crecida importante, si en ese momento coincide con una tormenta en los afluentes del noreste como el rio Ohio... el desastre esta asegurado. Durante todo el siglo XIX, los diferentes gobiernos a varios niveles de Estados Unidos intentaron dominar el rio colocando presas, canales y reservorios, pero donde ponian un parche, aparecía un problema en otro lado a causa de ese parche. La lucha era muy fútil y la desesperación de miles de habitantes que rodeaban el rio y sus afluentes crecía, por lo que los procesos migratorios escapando de los bordes del rio fueron muy comunes. Zonas afecatadas por la gran inundación de 1927 ![]() El Mayor Eugene Reybold jefe del cuerpo de ingenieros del ejercito de EEUU se dio cuenta del problema de enfoque que estaban teniendo y buscó una solucion global en vez de resolver problemas puntuales. El Cuerpo de ingenieros del ejército creó en 1930 unas instalaciones para simular las corrientes de agua del rio Kanawha, la Waterways Experiment Station. Maqueta del rio Kanawha en la Waterways Experiment Station: ![]() ![]() Estas simulaciones propinian situaciones especiales del rio y posibles soluciones. 1937 las simulaciones en la maqueta y los resultados en la vida real distaban mucho de ser un éxito pero se dieron cuenta de que el problema efectivamente estaba que no tenian en cuenta el global de la cuenca hidráulica. El ejercito elevó la petición al gobierno para la construcción de un modelo gigante de las principales cuencas de Misisipi. En 1941 fue aprobado y empezó su construcción usando prisioneros alemanes e italianos. La maqueta de 80 hectáreas supone la simulacion del 41% del recorrido, 24.000 kilometros reales de rios. Está falsamente representada: mientras que el mapa esta a una escala de 1:2000 la altura de las cuentas esta a 1:100, exagerada deliberadamente para romper la tension superficial del agua y asi simular mejor las turbulencias. Vista aérea ![]() Mapa del tramo simulado: ![]() Se simulo absolutamente todo: terreno, puentes, presas, rugosidades de los fondos, follaje... El modelo contaba con 76 medidores y 160 estaciones de presión y bombeo para simular todos los afluentes, condiciones o tormentas. ![]() ![]() ![]() Pese a que en 1990 intentaron hacer de ello un parque turístico, acabo cerrando y abandonado debido al coste de mantenimiento: ![]() ![]() ![]() La maqueta se terminó de construir en 1946 y tuvo un gran éxito prediciendo futuras inundaciones. Ahora ya sabían como actuar y donde, pero si no podian hacerlo a tiempo, podian avisar a la población con suficiente antelación para minimizar daños. Esta maqueta sirvió para que en 1957 se idease la maqueta de la bahía de San Francisco y asi poder simular de la mejor manera posible la construcción de varias presas. Esta maqueta esta abierta al publico y es visitable. ![]() Waterloopbos Practicamente a su vez en los Paises Bajos, cuando finalizó la segunda guerra mundial idearon un laboratorio de experimentacion para los grandes problemas que tenían. Esto pertenecia al llamado Plan Delta, un macro proyecto de canalización y dominación de los recursos hídricos tras la gran inundacion de 1953. La ex-provincia española se asienta sobre kilometros y kilometros de terreno ganado al mar desde que en el siglo XVI empezaron a drenar agua. La gran mayoria de las tierras estan situadas algunos metros bajo el nivel del mar, lo que supone un potencial peligro en riadas, inundaciones y tormentas marinas. En la imagen de abajo podeis ver cada una de las actuaciones y el año de su construcción. Toda la segunda mitad del siglo XX ha supuesto para el pais un refuerzo para la propia supervivencia. ![]() El Plan Delta o Deltawerken en neerlandés, requeria estudiar todos los efectos que suponía cada uno de los modelos de presas, barreras o situaciones complejas que se daban en el delta de los 3 rios, el Rin, el Mosa y el Escalda. Para ello construyeron el complejo de experimentación de Waterloopbos. El laboratorio consta de multitud de modelos unitarios diferentes de presas, estuarios, canalizaciones y simuladores de caudal a escala. El terreno del lugar esta a 5 metros bajo el nivel del mar, por lo que no necesitan bombas de agua, el propio rio donde esta situado ejerce de fuente natural de agua para verlo funcionar. ![]() ![]() En este lugar aprendieron a como dominar el agua en sus múltiples posibilidades y asi encontrar las mejores soluciones para lo que necesitaban en cada zona del pais, porque se encontraron con la problematica que el agua dulce y la salada cambiaban de baremos segun la intensidad de una y otra bajo unas circunstancias concretas. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() El éxito del laboratorio hizo que otro paises contratasen investigaciones para sus desafíos hidrográficos como Nigeria, Turquia o Tailandia. Pero a medida que la informática avanzaba el laboratorio dejo de tener sentido y cerro en 1996. Fue comprado en 2002 y semi restaurado para ser abierto como un parque-museo al aire libre. Pequeño video donde se puede ver como trabajan en un experimento y el resultado final en real: ---------------------------------------------------------------------------- Si te ha gustado, deja un comentario para upear el hilo y que más gente pueda leerlo. Si no te ha gustado, deja un comentario quejandote para upear el hilo y que más gente pueda quejarse. Si te has quedado con ganas, hay más: Hilo anterior Sobre la CocaCoca y la cocaína, la Pepsi y la Pepsina- Parte 2 Especulación ¿Cómo va a evolucionar la sociedad global tras la pandemia? 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27-ago-2020 14:15
#2
Editado: 27-ago-2020 14:19 -
27-ago-2020 14:25
#3
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Buen hilo! Me hubiera creido antes que esta idea es del siglo XVII a que es de 1946
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27-ago-2020 14:28
#5
| Muy curioso ver cómo se desbanca el sistema por otro igual que pasó con el telégrafo óptico. |
27-ago-2020 14:30
#6
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En el laboratorio de hidráulica del Cedex hay maquetas para simular presas y las consecuencias de las laminaciones de avenidas. En las escuelas de caminos también. No son tan impresionantes como esos bichos pero vale la pena pasarse cuando dejan verlo. P.S. mis dieses por el post. Acá se los dejo P.S.2 no son maquetas, son modelos a escala que definen un fenómeno físico. Es necesario la corrección no vaya a ser que a algún otro forero ICCP le de un ataque por semejante atrocidad |
Editado: 27-ago-2020 14:57 -
27-ago-2020 14:43
#9
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En el laboratorio de hidráulica del Cedex hay maquetas para simular presas y las consecuencias de las laminaciones de avenidas. En las escuelas de caminos también. No son tan impresionantes como esos bichos pero vale la pena pasarse cuando dejan verlo.
P.S. mis dieses por el post. Acá se los dejo |
27-ago-2020 14:45
#10
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Ufff.....el agua tiene mucho poder y a veces es impredecible.... Me hace gracia cuando se intenta tapar para que el agua no entre por ese sitio en vez de tratar de conducirla a donde nos interese...... Desconocía esos estudios a escala.....la verdad que es una pasada como la gente se extrujaba el coco. |
27-ago-2020 14:45
#11
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En el laboratorio de hidráulica del Cedex hay maquetas para simular presas y las consecuencias de las laminaciones de avenidas. En las escuelas de caminos también. No son tan impresionantes como esos bichos pero vale la pena pasarse cuando dejan verlo.
P.S. mis dieses por el post. Acá se los dejo Pero que alguien que ha pasado por la escuela de ICCP deja muy claro que no aprendiste nada ni en la escuela ni en tus visitas al Cedex No son “maquetas” Son MODELOS, puesto que simulan las propiedades de los componentes y permite realizar un estudio de como se comportaría ese diseño en la realidad Una maqueta está fabricada de papel o plastico o cualaquier otro material y su finalidad es ofrecer una representación visual Un modelo es algo mucho mas complejo que una maqueta que se centra en representar y simular el comportamiento de los materiales sin importar el aspecto visual No tiene nada que ver una cosa con la otra y tienen finalidades distintas, aunque pueden parecerse y los ignorantes no los distingan Ya te digo, que el OP no lo sepa tiene un pase, pero que alguien que presume de haber visitado instalaciones y una escuela de ingenieria es una vergüenza Supongo que te pasaste la escuela de visita sin aprender nada por que ni un concepto tan simple como ese has comprendido Aquí un shur ingeniero que habla con propiedad y comprende la diferencia entre maquetas y modelos de simulación |
Editado: 27-ago-2020 14:49 -
27-ago-2020 14:52
#13
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Que el OP cometa un error llamándolo maquetas tiene un pase
Pero que alguien que ha pasado por la escuela de ICCP deja muy claro que no aprendiste nada ni en la escuela ni en tus visitas al Cedex No son “maquetas” Son MODELOS, puesto que simulan las propiedades de los componentes y permite realizar un estudio de como se comportaría ese diseño en la realidad Una maqueta está fabricada de papel o plastico o cualaquier otro material y su finalidad es ofrecer una representación visual Un modelo es algo mucho mas complejo que una maqueta que se centra en representar el comportamiento de los materiales sin importar el aspecto visual Ya te digo, que el OP no lo sepa tiene un pase, pero que alguien que presume de haber visitado instalaciones y una escuela de ingenieria es una vergüenza Supongo que te pasaste la escuela de visita sin aprender nada por que ni un concepto tan simple como ese has comprendido Y sí que pasé por la escuela e incluso hice alguna cosilla chiquitita pero fue lo suficiente para aplicar lo del teorema pi y los números de Froude/Reynolds. |
27-ago-2020 15:22
#19
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Me flipa. Pero por mucho que haya avanzado el calculo de elementos finitos, este tipo de experimentos se siguen haciendo para simular fluidos. No está tan desfasado como pueda parecer. |
27-ago-2020 15:45
#24
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En 1941 fue aprobado y empezó su construcción usando prisioneros alemanes e italianos. La maqueta de 80 hectáreas supone la simulacion del 41% del recorrido, 24.000 kilometros reales de rios. Está falsamente representada: mientras que el mapa esta a una escala de 1:2000 la altura de las cuentas esta a 1:100, exagerada deliberadamente para romper la tension superficial del agua y asi simular mejor las turbulencias.
Esto que cito no es correcto. Las dimensiones tienen que ser muy pequeñas para que la tensión superficial importe, y eso sólo pasa en modelos hidráulicos muy pequeños, no con estos que citas. La escala vertical se hace mucho mayor que la horizontal por la siguiente razón. El flujo de agua en tuberías cerradas sólo depende del número de Reynolds, proporcional a la velocidad y a la escala. Lo reduces de escala, aumentas la velocidad y ya está, el flujo es el mismo. En canales abiertos hay un segundo parámetro adimensional que es el número de Froude, velocidad al cuadrado dividida por g y por la profundidad. De hecho, se puede ver que es análogo al número de Mach en un flujo compresible; el resalto hidráulico es el análogo de una onda de choque normal. Ahora, como la velocidad es mayormente horizontal y has reducido esa escala, la velocidad aumenta y al estar al cuadrado, tienes que hacer la escala vertical proporcionalmente mucho mayor para compensar el número de Froude. De ahí las escalas que citas; la raíz de 2000 es 44, que es del orden de 100. (También hacen un promedio de las profundidades de toda la cuenca, y se puede ver que la semejanza mecánica es sólo aproximada aun para una situación sencilla.) Hoy en día estos temas se manejan con modelos numéricos exactos de "shallow flow" para inundaciones y eso, y 3D Navier-Stokes para tramos específicos. Si te interesa la teoría de estos temas, pregunta, yo entiendo. |
27-ago-2020 15:48
#25
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Excelente post y material que anexas, muchas gracias.
Esto que cito no es correcto. Las dimensiones tienen que ser muy pequeñas para que la tensión superficial importe, y eso sólo pasa en modelos hidráulicos muy pequeños, no con estos que citas. La escala vertical se hace mucho mayor que la horizontal por la siguiente razón. El flujo de agua en tuberías cerradas sólo depende del número de Reynolds, proporcional a la velocidad y a la escala. Lo reduces de escala, aumentas la velocidad y ya está, el flujo es el mismo. En canales abiertos hay un segundo parámetro adimensional que es el número de Froude, velocidad al cuadrado dividida por g y por la profundidad. De hecho, se puede ver que es análogo al número de Mach en un flujo compresible; el resalto hidráulico es el análogo de una onda de choque normal. Ahora, como la velocidad es mayormente horizontal y has reducido esa escala, la velocidad aumenta y al estar al cuadrado, tienes que hacer la escala vertical proporcionalmente mucho mayor para compensar el número de Froude. De ahí las escalas que citas; la raíz de 2000 es 44, que es del orden de 100. (También hacen un promedio de las profundidades de toda la cuenca, y se puede ver que la semejanza mecánica es sólo aproximada aun para una situación sencilla.) Hoy en día estos temas se manejan con modelos numéricos exactos de "shallow flow" para inundaciones y eso, y 3D Navier-Stokes para tramos específicos. Si te interesa la teoría de estos temas, pregunta, yo entiendo. |
27-ago-2020 15:51
#27
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Pillo sitio para luego. Te importaría citarme en posteriores? Enhorabuena por estos hilos! |
27-ago-2020 16:07
#29
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En España tenemos el nuestro, y seguramente, tan desconocido y olvidado por todos, como casi lo está hoy en día. @MX5: Googlea algo sobre el laboratorio de hidráulica de Iberduero, en la presa de Ricobayo, y déjalo por aquí. Tira un poco de producto nacional, que también lo tenemos. Ahí se ensayaron la mayoría de las presas y sus aliviaderos de España, y alguna de Europa. |





















