Diseño de un túnel de viento portátil para el estudio de la erosión eólica

Abstract

La erosión eólica (EE) es un proceso de degradación irreversible de suelos de regiones áridas y semiáridas. Con el uso de túneles de viento portátiles es posible simular la EE controlando variables críticas como la velocidad y dirección del viento, la duración de los eventos erosivos; además de parámetros del suelo en condiciones naturales como los niveles de humedad, rugosidad y cobertura. Los objetivos de este trabajo fueron: 1) describir los principales aspectos del diseño y la operación de un túnel de viento portátil para estudios de erosión eólica, y 2) Calibrar el túnel para cumplir con los criterios aerodinámicos relacionados con el desarrollo de un perfil vertical de viento y de distribución de material erosionado similares a las condiciones naturales. Los principales componentes del túnel son: chasis, motor, hélice, sección curva, placa cribada y las secciones del túnel propiamente dicho. Cada una de estas secciones tiene 2 m de largo; 0,5 m de ancho y 1 m de alto. El túnel fue calibrado en un Haplustol Éntico con una superficie lisa y sin cobertura vegetal. La velocidad máxima alcanzada medida a 0,6 m fue de 22,5 m s-1. Esto significa que el túnel permite simular velocidades consideradas erosivas a campo. El perfil vertical de viento y la distribución de material erosionado son similares a los producidos en condiciones naturales. El túnel de viento desarrollado cumple con las condiciones de diseño para la simulación de eventos de erosión eólica a campo. El uso del mismo mejorará el estudio de procesos básicos y el desarrollo de tecnología para el control de la erosión eólica en suelos de Argentina, además de ser una fuente de consulta para la construcción de futuros túneles de viento para el estudio de la erosión eólica.

Wind erosion (WE) is an irreversible soil degradation process of arid and semiarid regions. With portable wind tunnels it is possible to simulate WE controlling critical variables such as wind speed and direction, duration of erosive events; and soil surface parameters under natural conditions as moisture, roughness and cover level. The objectives of this study were: 1) to describe the main aspects of the design and operation of a portable wind tunnel to study WE, and 2) to calibrate the wind tunnel to fit the aerodynamics criterions related to the development of a vertical wind profile and an eroded material distribution similar to natural conditions. The main components of wind tunnel are chassis, engine, wind fan, s-shaped section, honeycomb diffusor, the stabilization section and the working sections. These sections have 2 m length; 0.5 m width and 1 m height. The wind tunnel was calibrated in an Entic Haplustoll in a bare and flat surface. The maximum measured velocity reached at 0.6 m was 22.5 m s-1, implying that the wind tunnel allows simulating field erosive wind velocities. The vertical wind profile and eroded material distribution are similar to those produced under natural field conditions. The use of this wind tunnel will improve the study of basic processes and technology for wind erosion control of soils of Argentina, also it will serve as a guide for future wind tunnel developments to study wind erosion.