Empuje del viento sobre estructuras

EMPUJE DEL VIENTO SOBRE ESTRUCTURAS
Cuando las estructuras impiden el flujo del viento, la energía cinética de éste reconvierte en energía potencial de presión, lo que causa la carga de viento. El efecto del viento sobre una estructura depende de la densidad y velocidad del aire, del ángulo de incidencia del viento, de la forma y de la rigidez de la estructura y de la rugosidad de su superficie.En las NTC-Viento del RCDF-87 se especifica el cálculo de estas presiones de acuerdo a las características de la estructura.
En general ni se especifican normas de diseño para el efecto de huracanes o tornados, debido a que se considera incosteable el diseño contra estos efectos; sin embargo, se sabe que el detallado cuidadoso del refuerzo, y la unión de refuerzos en los sistemas de piso conmuros mejora notablemente su comportamiento.
Para propósitos de diseño, las cargas de viento pueden tratarse usando un procedimiento estático o uno dinámico.
En el procedimiento estático, la fluctuación de la presión causada por un viento soplando continuamente se aproxima por una presión media que actúa sobre los lados de barlovento y sotavento de la estructura. Esta presión q se define por suenergía cinética q = ½L½V², donde L es la densidad del aire. Si tomamos L=2.376 (10-3) slug/ft3 y especificamos la velocidad del viento V en millas por hora, tenemos después de convertir unidades q psf = 0.00256 (v mi/h)2
Aquí q se mide en libras por pie cuadrado y actúa sobre una superficie plana perpendicular a la velocidad del viento. Un viento de 100 mph suele usarse parael diseño de muchas estructuras de poca altura. Sin embargo, valores más exactos de la velocidad, que dependen de la localización geográfica de la estructura y de su elevación, pueden obtenerse en los mapas de zonificación eólica, dadas generalmente en las reglamentaciones de diseño (como las de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles, ASCE por sus siglas en inglés). Esos mapas son elaboradospor el Servicio Meteorológico y representan en general la máxima velocidad del viento en una elevación especificada del terreno, durante un período de recurrencia de 50 años. La elevación sobre el terreno es aquí importante ya que la velocidad del viento crece con la elevación. En consecuencia, cuanto más alta es la estructura, más severa resulta la carga de viento.
Una vez calculada la presiónq del viento, su magnitud se multiplica por varios coeficientes para obtener la presión p estática de diseño que se aplica a la estructura. Por ejemplo en el código ANSI A58. 1-1982 hay 3 coeficientes que toman en cuenta la importancia de la estructura, la posibilidad de ráfagas de viento y la diferencia de presión dentro y fuera de la estructura. La selección de esos factores depende de la alturay orientación de la estructura, de sus características de vibración y del número de aberturas en la estructura. En el reporte ASCE se usan también coeficientes geométricos o de forma.
Para edificios altos o cuya forma los hace sensibles al viento, se recomienda usar un procedimiento dinámico para determinar las cargas de viento. Esto requiere efectuar pruebas en túneles de viento de un modelo aescala del edificio y sus alrededores que simule el ambiente natural. Los efectos de la presión del viento sobre el edificio se determinan a partir de transductores de presión unidos al modelo. Además, si e modelo tiene características de rigidez en escala apropiada a la del edificio, pueden determinarse entonces las deflexiones dinámicas de éste.

CAVITACION
El proceso físico de la cavitaciónes casi exactamente igual que el que ocurre durante la ebullición. La mayor diferencia entre ambos consiste en cómo se efectúa el cambio de fase. La ebullición eleva la presión de vapor del líquido por encima de la presión ambiente local para producir el cambio a fase gaseosa, mientras que la cavitación es causada por una caída de la presión local por debajo de la presión de vapor.
Para que la...