En un hangar de aviones en Miami, los ingenieros están recreando algunos de los huracanes más poderosos que jamás hayan golpeado la tierra. Tormentas de categoría 5 que pueden destrozar un edificio de prueba en un abrir y cerrar de ojos.
Sin embargo, los ventiladores gigantes que los crean no son lo suficientemente poderosos para mantenerse al día con la naturaleza.
Cuando los ingenieros construyeron las instalaciones de prueba Muro de viento Hace 10 años en la Universidad Internacional de Florida, se inspiraron en el huracán Andrew, un monstruo que devastó el sur de Florida en 1992.
La instalación fue diseñada para probar la capacidad de las instalaciones para soportar huracanes de hasta 160 millas por hora (257 kilómetros por hora). Ahora estamos viendo eventos como el huracán Dorian, que destruyó barrios en las Bahamas con vientos de 296 km/h en 2019, y el huracán Patricia, con vientos de 346 km/h frente a la costa. de México en 2015.
Los estudios muestran que las tormentas tropicales y los huracanes resisten aumentando en intensidad a medida que el cambio climático y las temperaturas del aire y del océano aumentan. El diseño de viviendas e infraestructura para soportar futuras tormentas como la de Dorian requerirá nuevas instalaciones de prueba que van mucho más allá de las capacidades actuales para futuras tormentas de categoría 6 (hoy nos detenemos en 5).
El muro del viento
Actualmente solo hay una instalación de prueba de tamaño completo en una universidad de EE. UU. capaz de generar vientos de categoría 5. Y ese es el Muro del Viento.
En un extremo de la estructura hay una pared curva de 12 ventiladores gigantes, cada uno tan alto como una persona promedio. Trabajando juntos, pueden simular un huracán de 250 kilómetros por hora (160 mph). Los chorros de agua simulan la lluvia empujada por el viento. En el otro extremo, el edificio se abre a un gran campo donde los ingenieros pueden ver cómo y dónde fallan las estructuras y dónde vuelan los escombros arrastrados por los huracanes.
Las poderosas tormentas creadas aquí permiten a los investigadores investigar las debilidades en la construcción y el diseño, rastrear las fallas que caen en cascada a través de un edificio y probar soluciones innovadoras en condiciones de tormentas del mundo real. Las cámaras y los sensores capturan cada milisegundo a medida que los edificios, los materiales para techos y otros objetos se rompen o, lo que es más importante, no fallan.
¿El objetivo? Ayude a los constructores y diseñadores a reducir el riesgo de daños.
Lecciones de las pruebas de huracanes
Las pruebas en instalaciones similares cambian por completo la percepción de cómo responder a los desastres y cómo se diseñan las instalaciones. Entre los descubrimientos fundamentales, el de que una estructura puede romperse en menos de un segundo si el viento penetra en el punto más débil.
Cuando el huracán Dorian azotó las Bahamas, muchas casas mal construidas se convirtieron en metralla, creando otro problema. Cuando un edificio se derrumba, las casas vecinas construidas para soportar vientos más fuertes también están en problemas: las pruebas en el muro de viento mostraron como los escombros de un edificio, bajo vientos continuos de 200 km/h (130-140 mph) o más, puede destruir el siguiente edificio, y el siguiente nuevamente, como en un dominó.
Los techos son a menudo el eslabón más débil. un techo es sujeto a una fuerza de elevación durante una tormenta, por lo que el viento que golpea la superficie del edificio debe poder escapar. Cuando el viento encuentra objetos en ese camino, puede causar daños.
Los nuevos diseños están mejorando la forma en que los edificios resisten los vientos extremos. Por ejemplo, las tormentas y los huracanes pueden crear poderosos remolinos que, como un sacacorchos en una botella de vino, puede arrancar el material del techo y eventualmente levantar el techo mismo. Un dispositivo recién desarrollado disipa el viento de los huracanes y también produce energía: es uno turbina eólica horizontal que corre a lo largo del borde del techo.
Incluso la forma de los edificios. puede representar un punto de debilidad (o fortaleza). no es casualidad que yo rascacielos mas modernos evitar ángulos agudos. Las pruebas muestran que los bordes más trapezoidal o redondeado puede reducir la presión del viento sobre los edificios.
Las próximas pruebas: huracanes a más de 300 por hora y marejadas ciclónicas
A medida que los ingenieros obtienen nuevos conocimientos a través de las pruebas, la naturaleza de los huracanes cambia a medida que el planeta se calienta.
Las temperaturas más cálidas, como resultado de los gases de efecto invernadero, permiten que el aire retenga más humedad y los mares más cálidos proporcionan más energía a las tormentas. uno estudio estimado que los proximos huracanes sean mas fuertes el 13%, más lento el 17% (son malas noticias) y más húmedo la 34%.
Por eso están diseñados nuevas estructuras para probar construcciones contra huracanes de hasta 322 km/h (200 mph), y con balsas de agua para probar también el impacto de marejadas ciclónicas con olas de hasta 6 metros (20 pies) de altura. Las computadoras pueden simular los resultados, pero estos deben verificarse con experimentos físicos. Las nuevas estructuras permitirán simular muchos componentes interactuando en un huracán.
Las pruebas de emergencia y el muro de viento están ayudando a que los hogares sean más seguros; ahora la pelota va a los propietarios. Depende de ellos identificar los puntos débiles de sus estructuras y 'reforzarlas'.
