Este documento describe el diseño de un generador de olas para simular diferentes condiciones marítimas en un canal abierto. El generador de olas debe ser capaz de generar oleaje regular programable mediante software, simulando olas de 1 metro de amplitud y 3-4 segundos de periodo. El diseño debe cumplir con requisitos funcionales y técnicos para controlar y medir el oleaje de manera segura, económica y amigable para el usuario.

1. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Azcapotzalco Diseño mecánico y de control de un dispositivo generador de olas Alumnos: AVILA DEL CASTILLO FERNANDO BANDALA CARREÓN MAURICIO MARTÍNEZ MEJÍA RODRIGO ANDRES México, D.F. Marzo 2010

2. Modelo Representación abstracta, conceptual, gráfica o visual, de fenómenos, sistemas o procesos a fin de analizar, describir, explicar, simular, explorar, controlar y predecir fenómenos o procesos. La creación de un modelo es una parte esencial de toda actividad científica.

3. Modelo físico Representación o copia generalmente a escala, ya sea mayor o menor, de algún objeto de interés y que permite su examinación en diferente circunstancias

4. Simulación Modelo de un sistema real, basado en métodos numéricos, realizados en una computadora para llevar a término experiencias con él, con la finalidad de comprender el comportamiento del sistema, o evaluar nuevas estrategias dentro de los límites impuestos por un cierto criterio o un conjunto de ellos

5. Este trabajo se deriva del proyecto: ANÁLISIS Y OPTIMIZACIÓN DE LA ENERGÍA DEL OLEAJE Y SU TRANSFORMACIÓN EN ENERGÍA MECÁNICA, A TRAVÉS DE UNA COLUMNA DE AGUA OSCILANTE

6. Necesidad Contar con un canal abierto con generador de olas que permita el estudio y corroboración de modelos físicos basados en la cinemática y dinámica del oleaje.

7. Función Generar oleaje, programando y controlando su amplitud y frecuencia, para simular distintas condiciones marítimas.

8. Requerimientos del cliente: Las olas deben ser regulares. El generador de olas debe tener la posibilidad de ser programado a partir de la introducción de la frecuencia y la amplitud del oleaje deseados. Estos datos deben ser introducidos mediante un software y/u otro periférico de entrada.

9. Requerimientos del cliente: A partir de las leyes de similitud y semejanza, simular a escala oleaje de 1m de amplitud con una frecuencia de 3-4s. Reducir la reflexión de las olas. Interfaz amigable para el usuario final.

10. Objetivos Desarrollar un mecanismo que por su movimiento sea capaz de generar oleaje unidireccional Seleccionar y aplicar un control que nos permita obtener el oleaje deseado

12. Canales con generador de oleaje comerciales Wallingford (Inglaterra)

13. Armfield (Inglaterra)

14. Cussons (Inglaterra)

15. DHI Group (Dinamarca)

16. Gunt (Dinamarca)

17. Áreas de aplicación: Ingeniería Naval Estabilidad de barcos Ensayos hidrodinámicos

18. Ingeniería marítima, portuaria y de costas Comportamiento de diques Transporte de sedimentos Protección de playas Ensayo de estructuras

19. Requerimientos A1 –Construcción económica. A2 – Reutilización del agua. A3 – Mantenimiento económico. A4 – Tratamiento del agua. B1 – Oleaje regular. B2 – Amplitud y frecuencia programable. B3 – Representar a escala oleaje con una amplitud de 1m y una frecuencia entre 3 -4s. B4 – Interfaz amigable mediante la computadora. B5 – Reducir al mínimo la reflexión de las olas. B6 – Representar gráficamente el oleaje deseado. B7 – Medir la variación de la altura en una columna oscilante de agua. B8 – Programar el oleaje mediante una ecuación. B9 – Que el desplazamiento del volumen de agua sea el deseado. B10 – Mecanismo ubicado de forma que no venza el torque de la paleta. B11 – Almacenamiento del agua en tiempos de reposo. B12 – Bomba para llenado del canal. C1 – 5m de largo x 0.45m de profundidad x 0.3m de ancho. C2 – Altura total del dispositivo cómoda para el usuario.

20. Requerimientos D1 – Estético. D2 – Paredes transparentes. E1 – Fácil instalación. E2 – Diseño simple. E3 – Material de la paleta ligero y resistente. F1 – Materiales no corrosivos. F2 – Evitar fugas de agua. F3 – Protección del sistema eléctrico-electrónico. F4 – Diseño estructural resistente.