[Ávila]

Efectivamente, es un cálculo algo más complejo de lo que parece. Sin embargo, hay un truco para calcular aproximadamente la presión dinámica ejercida por el viento a una presión atmosférica estandar (900-1050mb) sin tener que recurrir a fórmulas complejas. Esta aproximación puede servir para orientar estos valores con errores de un 1-3% a velocidades del viento ordinarias.

Presión dinámica del viento en Kg/m2 = (Velocidad en Km/h)^2 / (14,5)^2

Es un remedio casero, evidentemente para cálculos de precisión hace falta echar mano de otras variables, como son por ejemplo la presión del aire o la temperatura del mismo... para ejemplos sobre las variables a tener en cuenta, nada mejor que el publicado por Txarrran.

Un link interesante para calcular la densidad del Aire http://www.dolzhnos.com.ar/htm/densidad_del_aire.htm

He calculado la densidad con una presion de 950 hpa, imaginate una borrasca de 970 rozando la costa y que vives entre 200 y 300 metros de altura asi a ojo unos 20 hpa menos y a una temperatura de 20 ºC y humedad del 50%. Calculamos un viento de 110 kmh, pasado a m/s nos da 30.5 metros por segundo. Lo que quiere decir que se moverian 30.5 metros cubicos que multiplicados por el peso que tendria cada metro cubico en este caso 1.124 kg nos da 34.34 kg. Un metro cuadrado tiene 10.000 centimetros cuadrados asi que dividiendo esos 34.34 entre 10.000 nos daria 0.0034, osea 3.4 g por centimetro cuadrado. Si el panel fuese de 3 metros por 5 metros por ejemplo, 15 metros cuadrados, sufriria 34.34 x 15 unos 515 kg de presion por cada segundo. Claro esto seria cuando el viento le diese de frente, y habria que tener tambien en cuenta el material el grosor, el peso, el anclaje y otros muchisimos factores para calcular cuanto aguantaria. La fuerza ejercida por el viento no sera dificil de calcular en unas condiciones especificas y conociendo la superficie y la orientacion del panel, pero si aguantara o no eso ya son palabras mayores. Seguro que esto no se calcula asi y habra formulas especificas de dinamica de fluidos o de termodinamica para calcular estas cosas, algun fisico por favor.

Saludos  

Muchas gracias, Txarran, he visto la luz. 

Supongo que se podría formular una dinámica basándose en un perfil básico. Quizás uno sencillo sería algo parecido a una pelota de rugbi, en cuanto a volumen, superficie y elasticidad medias...    (yo a este emoticono le llamaría pensando...)

  (yo a este emoticono le llamaría pensando...)

No, es éste: 

Bueno, ¿nadie va a poner formulitas de esas que molan mazo con letras griegas, mu, gamma, psu... ?

Bueno, ¿nadie va a poner formulitas de esas que molan mazo con letras griegas, mu, gamma, psu... ?

A ver si te vale ésta:

Ahí le has dado, Spissatus: ésa es pata negra. 

MAGNÍFICO. Muchas gracias, me la apuntaré.

Y la utilizaré en cuando quiera calcular la fuerza de empuje sobre una superficie dada.

Esa fórmula es preciosa. 

Al parecer los árboles no nos dejan ver el bosque. Yo que de fórmulas voy pez me pregunto:
¿Donde hace más viento? ¿En un bosque lleno de hojas o en uno vacio?
Y la increible respuesta es que el secreto de que caigan más los talados que los otros reside en la hoja. 

[66ºC]

Muchas gracias a todos por las respuestas, especialmente a Spissatus por concretar la fórmula matemática. Seguiremos planteando cuestiones de estas.

[qb = 0,5 · δ · vb2]

Si os interesa el tema, echarle un ojo al Código Técnico de la Edificación, ahí os viene muy bien recogido todo lo relacionado con el cálculo de las acciones del viento sobre estructuras.

CTE


Os dejo lo básico:

El valor básico de la presión dinámica del viento puede obtenerse con la expresión:

qb = 0,5 · δ · vb2                                              (D.1)

siendo δ  la densidad del aire y vb el valor básico de la velocidad del viento.

2    El valor básico de la velocidad del viento corresponde al valor característico de la velocidad media del viento a lo largo de un período de 10 minutos, tomada en una zona plana y desprotegida frente al viento (grado de aspereza del entorno II según tabla D.2) a una altura de 10 m sobre el suelo. El valor característico de la velocidad del viento mencionada queda definido como aquel valor cuya probabilidad anual de ser sobrepasado es de 0,02 (periodo de retorno de 50 años).
3    La densidad del aire depende, entre otros factores, de la altitud, de la temperatura ambiental y de la fracción de agua en suspensión. En general puede adoptarse el valor de 1,25 kg/m3. En emplazamientos muy cercanos al mar, en donde sea muy probable la acción de rocío, la densidad puede ser mayor.


Y ya de propina, os dejo el mapa usado de referencia del valor básico de la velocidad del viento para España.







PD: Que pongo me gustaba este tema en la carrera...

Respecto al empuje no se realiza trabajo por tanto no hay transformación energética, al no ser que la valla caiga..

¿Cual es la superficie óptima de una celosía que ofrezca la menor resistencia al viento y menor paso de aire posterior?

La respuesta te sirve para el árbol

El tema del árbol lo veo claro, no deja de ser un "efecto palanca", cuanto más alejado del punto de articulación apliques la fuerza menos costoso será.

Con un árbol podado ocurre algo similar, en este caso la superficie que ofrece la mayor resistencia al viento se concentra en la parte superior (más alta que en un árbol con ramas hasta el suelo), por lo que el momento flector que depende de la magnitud del viento y del desplazamiento del punto de aplicación de la fuerza respecto al suelo será mayor.

¿Cual es la superficie óptima de una celosía que ofrezca la menor resistencia al viento y menor paso de aire posterior?

¿Aquella cuyos huecos entre la malla vayan disminuyendo progresivamente su sección, y luego ensanchándola en la salida del flujo, para contrarrestar la aceleración Venturi, y por rozamiento disminuir la velocidad neta del caudal?