Análisis de la barrera neumática

Autor: Marco Falcón Ascanio

Resumen:

Considérese el flujo bidimensional en un cuerpo de agua de profundidad finita, inducido en el plano transverso a una tubería perforada yacente sobre un fondo rígido, a través de cuyos orificios milimétricos se descarga un caudal unitario constante de aire. La pluma boyante y ascendente así generada, en aguas previamente tranquilas, a su vez da origen a dos flujos bidimensionales y simétricos a ambos lados de ella: en un estrato superior que incluye la superficie libre el flujo se aleja de la tubería con una velocidad máxima, V_m, que ocurre al nivel de la superficie libre; en el estrato subyacente ocurre un flujo de retorno, de signo contrario, para satisface el principio de la conservación de la materia. Debido a la fricción que ocurre entre ambos estratos y a un gradiente de presión adverso, la magnitud de la velocidad superficial, V_m, va disminuyendo a medida que el flujo inducido se aleja de la tubería surtidora de aire. Si algún hidrocarburo flotante se viene aproximando hacia la zona en que se encuentra la tubería arriba mencionada, el fluido derramado debe detenerse por la acción del flujo contrario con velocidad local V_m. Es a este efecto de detención al que se denomina barrera neumática. El objeto del presente trabajo es explicar hidrodinámicamente el fenómeno arriba mencionado, hasta ahora conocido empíricamente, mediante la aplicación de los principios de la conservación de la materia, de la cantidad de movimiento, y de un modelo sencillo de flujo turbulento. Adicionalmente se tratará el caso en el cual existe una corriente de aproximación del flujo hacia la barrera neumática. Los resultados teóricos se calibran con los experimentos de Bulson (1968) y algunas tendencias se verifican con las observaciones de Jones (1972).

Palabras claves:

Barrera neumática, derrames de petroleo, contaminación.

Abstract:

Keywords: