Acad�mico USM trabaja en proyecto que podr�a contribuir a la predicci�

Acad�mico USM trabaja en proyecto que podr�a contribuir a la predicci�

Predecir de mejor manera una preemergencia ambiental y contribuir a procesos de combusti�n menos contaminantes. Estos beneficios podr�an surgir de una investigaci�n llevada a cabo por Carlos Rosales, acad�mico del Departamento de Ingenier�a Mec�nica de la Universidad T�cnica Federico Santa Mar�a, quien trabaja hace m�s de un a�o en un proyecto FONDECYT.

Rosales es especialista en mec�nica de fluidos, b�sicamente en el �rea de flujos turbulentos. El profesor USM aclara que �turbulencia es sin�nimo de movimiento ca�tico e impredecible, y cualquier fluido se comporta en la mayor�a de las situaciones y a todo nivel de escalas de ese modo. La turbulencia tiene importancia

en astrof�sica, meteorolog�a, en geof�sica, y por supuesto en ingenier�a. Por ejemplo toda la circulaci�n de la atm�sfera de la tierra est� gobernada por fen�menos turbulentos�.

�Este fen�meno no es a�n bien entendido y no existe claridad absoluta en el tema. Hoy no es posible predecir con exactitud cuando un flujo ordenado se torna ca�tico y turbulento. La investigaci�n se relaciona con esto, y busca contribuir a la teor�a estad�stica de flujos turbulentos�, agrega.

Para elaborar una estandarizaci�n del comportamiento del fluido, el acad�mico USM sintetizar� en computador r�plicas de campos de flujo turbulentos reales. �Esto se puede hacer con l�quidos o gases. La turbulencia es distinta dependiendo de algunas propiedades del fluido y las condiciones del flujo, entre otras variables. Este es un tema que interesa a los f�sicos, a los matem�ticos aplicados y a las ingenier�as mec�nica y qu�mica�.

El nivel de resoluci�n para resolver este tipo de turbulencia necesita de supercomputadores,

incluso con los experimentos m�s simples. Carlos Rosales explica que �en flujos turbulentos se involucran muchas escalas espaciales distintas. Hemos realizado estudios para reducir las necesidades para replicar la estad�stica turbulenta, para que sea computable y que no se necesite tanto recurso inform�tico. Ya hemos logrado los primeros avances en el tema�.

El profesor de la Universidad T�cnica Federico Santa Mar�a afirma que �en un campo turbulento se pueden transportar, por ejemplo, especies contaminantes, los cuales t�cnicamente se denominan escalares pasivos. Este tema es important�simo, ya que los modelos predictivos que existen para la dispersi�n de contaminantes son muy poco precisos. La turbulencia no tiene la estad�stica que suponen los modelos normales, y por ejemplo los episodios en que tenemos preemergencia ambiental pueden ocurrir con mucha m�s frecuencia de lo que predicen los modelos actuales�.

�De esta manera, las grandes desviaciones con respecto a la media son m�s frecuentes

y de mayor intensidad de lo que predicen los modelos que se utilizan hoy en d�a. Nosotros estamos estudiando la f�sica fundamental del fen�meno, y eso se podr�a aplicar al tema de la contaminaci�n. En este plano no existe todav�a ning�n modelo predictivo bueno, e incluso se sabe cient�ficamente que los modelos que se est�n usando para dispersi�n de contaminantes se basan en distribuciones estad�sticas que no tiene que ver mucho con la realidad. La investigaci�n en turbulencia es un primer paso para mejorar esa situaci�n�, enfatiza.

La otra aplicaci�n importante que tendr�a el proyecto del profesor Rosales se relaciona con reacciones qu�micas y combusti�n. �Para realizar una combusti�n y tener reacciones qu�micas completas, uno necesita mezclar �ntimamente los reactantes a nivel molecular. Dicho proceso se produce a partir de un mezclado turbulento, que hace que los reactantes lleguen a estar en contacto estrecho y ocurra el fen�meno�.

�La calidad de la combusti�n en motores, turbinas y lo que

ocurre en los reactores de procesos qu�micos tiene que ver con la forma en la cual uno logre mezclar turbulentamente los reactantes en el proceso�, explica.

El acad�mico USM aclara que �una combusti�n eficiente es un requisito en todos los motores de combusti�n interna, ya sea el de un auto o el de un gran cami�n minero, as� como en turbinas de gas y quemadores industriales. Tal eficiencia se ve afectada por la intermitencia extrema de las fluctuaciones turbulentas de concentraciones y temperaturas que ocurren. El poder entender mejor la naturaleza de dicha turbulencia escalar nos permitir� dise�ar mejores m�quinas y equipos�.

Fuente: UTFSM / Comunicaciones - 07/10/2010