Análisis del tiempo de vaciado de un reloj de arena en centrífuga

La modelación física de procesos mecánicos permite observar comportamientos de grandes escalas en modelos que se pueden desarrollar al interior de un laboratorio. Una de las metodologías para realizar esta modelación física, comúnmente utilizada en geotecnia, es el uso de una máquina centrífuga. Este tipo de modelación consiste en someter un modelo a escala a un campo de aceleración que magnifica los procesos que son controlados por la gravedad. La magnitud de dicho campo de aceleración puede compararse con la gravedad por un factor de N, definido por el usuario, y coincidiendo con el factor de reducción del modelo físico. Los únicos requisitos para que este tipo de modelación sea aplicable a un modelo es que se utilice el mismo material y que se obtengan condiciones de frontera equivalentes. Los principios de escala permiten definir la equivalencia entre los procesos observados en un modelo y los procesos observados a la escala de un prototipo de grandes dimensiones, relacionando diversas magnitudes con el factor de escala N. En particular, la relación de longitudes entre el modelo y el prototipo de una muestra se relacionan con el factor K= 1/N, lo cual indica que, si se desea modelar una capa de suelo cuyo espesor en la realidad es de 15 metros, a 50 gravedades, el espesor del modelo debe ser igual a 0.3 metros. Adicionalmente, en el caso de las densidades se sabe que K=1, ya que la densidad del material usado en el modelo debe ser igual a la del prototipo. Esta característica se extiende a todas las magnitudes físicas de interés en el área de geotecnia, variando el factor K según sea el caso. Este trabajo indaga sobre los principios de escala de tiempo para la modelación en centrífuga geotécnica en un reloj de arena, usando modelación física y análisis de imagen para establecer un factor de escala en esta aplicación específica.

• Autores: Domínguez Sánchez, Laura Marcela
• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2022
• Institución: Universidad de los Andes
• Repositorio: Séneca: repositorio Uniandes
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/58761
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/1992/58761
• Palabra clave: Modelación física; Centrífuga geotécnica; Escala de tiempo; Flujos granulares; Análisis de la imagen; Imagen espaciotemporal; Ingeniería civil; Centrífuga; Ingeniería
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