1. Túneis de vento
Os túneis de vento foram criados da forma que conhecemos hoje há mais de 100 anos pelo Engenheiro francês Gustave Eiffel. Os primeiros túneis de vento eram apenas dutos com ventiladores em uma das extremidades . Esses túneis geravam uma corrente de ar irregular e eram caríssimos de se operar, por isso os túneis modernos produzem uma corrente de ar mais suave graças a um modelo de circuito fechado, que reutiliza o ar recirculado para economizar energia elétrica e obter um fluxo de ar mais estável e contínuo.
1.1 Túneis de vento de camada limite
A maioria dos túneis aeronáuticos são muito curtos para desenvolverem boas simulações de camada limite. Alguns destes túneis foram utilizados para desenvolver técnicas artificiais de reprodução das características da camada limite, entretanto apenas o perfil de velocidades médias era geralmente simulado. Em outros túneis, partes previamente não utilizadas do retorno do circuito aerodinâmico foram consideradas adequadas para a simulação da camada limite. Na maioria dos casos, porém, novos túneis de vento foram projetados especificamente para o propósito de simulação da camada limite atmosférica (Cermak, 1977; Davenport, Isyumov, 1967; Cook, 1975; Blessmann, 1982; Hertig, 1984; Stathopoulos, 1884; Hansen, Sorensen, 1985). As Figuras (1) e (2) mostram as duas configurações principais: (a) túnel de retorno fechado, onde o escoamento recircula; e (b) túnel de retorno aberto, onde o escoamento é absorvido em um extremo e descarregado em outro. Cada sistema tem vantagens e desvantagens: o circuito fechado requer menos energia, a área de trabalho é próxima da pressão atmosférica e retém partículas de erosão e outros sinalizadores, porém o escoamento vai aquecendo gradualmente e é mais caro de construir; o circuito aberto é mais barato de construir e mantém a temperatura do escoamento constante, porém a secção de trabalho está normalmente acima ou abaixo da pressão atmosférica, o que requer vedações elaboradas em torno das portas e mesas de trabalho para evitar vazamentos, além do laboratório tornar-se poluído pelos gases traçadores ou fumaça.
1.2 Histórico da simulação da camada limite atmosférica em túneis de vento
No início da década de 60, Jensen (1963, 1965) e Frank (1963) mostraram que se pode obter uma escala apropriada da estrutura do vento natural cobrindo-se um comprimento considerável do piso do túnel de vento com um material de rugosidade adequada. Este dispositivo corresponde à principal fonte de turbulência na atmosfera a baixa altitude, em ventos em condições de estabilidade neutra. Por esta época, Cermak (1975, 1977) havia construído um túnel meteorológico na Colorado State University, Estados Unidos, capaz de simular camadas limites termicamente estratificadas. Baseado nos estudos de Jensen e Frank, Davenport (1967), em 1965, construiu um túnel de vento de camada limite na University of Western Ontario, Canadá. Estes túneis de vento de camada limite longos, nos quais as camadas limites podiam crescer naturalmente sobre o piso da secção de ensaios coberto com elementos de rugosidade em escala com o tipo de terreno, foi uma das duas vias da resposta inicial aos estudos de Jensen, conforme indica a Figura (3) (Cook, 1990).
Figura 01 - Exemplo de dois túneis de vento de camada limite típicos: (acima) túnel de retorno fechado da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brasil (Blessmann, 1982), e (abaixo) túnel de retorno aberto da Universidad Nacional del Nordeste, Resistência, Argentina (Wittwer, Möller, 2000).
Figura 02 - Fotografias dos túneis de vento Prof. Joaquim Blessmann/UFRGS (esquerda) e Prof.
Jacek Piotr Gorecki/UNNE (direita).
Entretanto, o crescimento natural da camada limite é relativamente lento, dependendo da
rugosidade do terreno. Mesmo nestes túneis longos, os maiores fatores de escala obtidos
naturalmente eram em torno de 1:500, sendo então necessário que algum dispositivo artificial fosse
utilizado para aumentar a espessura da camada limite e atingir escalas maiores (Cook, 1990).
2. Túneis de água
Os túneis de água já existentes são circuitos fechados que usam motores elétricos e bombas para forçar a água através de um duto.
3. Referências Bibliográfica
BLESSMANN, Joaquim. Túnel de vento. Disponível em: <http://www.ufrgs.br/lac/tunel.htm>. Acesso em: 30 out. 2016.
http://www.abcm.org.br/app/webroot/anais/eptt/2004/portuguese/docs/cap5-cd.pdf
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