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Title:
SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING REVERSE-FLOW TSUNAMI WAVES UNDER LABORATORY CONDITIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/245305
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention discloses a system and method for generating reverse-flow tsunami waves under laboratory conditions, wherein the system comprises an elongated simulation channel having first and second side regions and a measurement region positioned between the first and second side regions; first and second base gates configured to selectively control first and second fluid outlets from the elongated channel by opening and closing same and first and second emerging gates positioned in the first and second side regions, respectively; at least one fluid drive pump, flow measurement and control means, a fluid circulation line comprising a main fluid line, a first fluid inlet line in the first side region and a second fluid inlet line in the second side region; and a control system.

Inventors:
ARÁNGUIZ MUÑOZ RAFAEL ENRIQUE (CL)
Application Number:
PCT/CL2022/050064
Publication Date:
December 28, 2023
Filing Date:
June 24, 2022
Export Citation:
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Assignee:
UNIV CATOLICA DE LA SANTISIMA CONCEPCION (CL)
International Classes:
G01M10/00; E02B1/02; G01N33/00; G09B23/00
Foreign References:
JP6092016B22017-03-08
CN110333048A2019-10-15
CN101561345A2009-10-21
JPH07120352A1995-05-12
CN110184989A2019-08-30
Other References:
ARANGUIZ RAFAEL: "New system for tsunami experiment using a pump-driven flow method Department of Civil Engineering", DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING, UCSC / CIGIDEN, 2 July 2021 (2021-07-02), XP093123878, Retrieved from the Internet [retrieved on 20240125]
Attorney, Agent or Firm:
MATTAR MARTINEZ, Ignacio (CL)
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Claims:
REIVINDICACIONES Un sistema para generar ondas de tsunami en flujo reversible en condiciones de laboratorio, CARACTERIZADO porque comprende: un canal de simulación (1 ) alargado que posee una primera región lateral, una segunda región lateral en una posición opuesta a la primera región lateral y una región de medición posicionada entre la primera región lateral y la segunda región lateral; una primera salida de fluido, una primera compuerta basal (9) configurada para la apertura y cierre de la primera salida de fluido y una primera compuerta emergente (10) posicionadas en la primera región lateral; una segunda salida de fluido, una segunda compuerta basal (1 1 ) configurada para la apertura y cierre de la segunda salida de fluido y una segunda compuerta emergente (12) posicionadas en la segunda región lateral; al menos una bomba impulsora de fluido (2) ; medios de medición y control del flujo (4, 6, 7); una primera línea de entrada de fluido (8) configurada para inyectar fluido en la primera región lateral; una segunda línea de entrada de fluido (15) configurada para inyectar fluido en la segunda región lateral; y un sistema de control (17, 18) de la al menos una bomba impulsora (2), de la primera compuerta basal (9), de la segunda compuerta basal (1 1 ), de la primera compuerta emergente (10), de la segunda compuerta emergente (12) y de los medios de medición y control del flujo (4,6,7). El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque además comprende un tanque de almacenamiento de fluido (3) aguas abajo de la primera compuerta basal (9) y de la segunda compuerta basal (11 ). El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque comprende un primer tanque de almacenamiento de fluido posicionado aguas abajo de la primera compuerta basal (9) y un segundo tanque de almacenamiento de fluido posicionado aguas abajo de la segunda compuerta basal (1 1 ). El sistema de la reivindicación 3, CARACTERIZADO porque adicionalmente comprende una línea de comunicación fluida entre el primer tanque de almacenamiento y el segundo tanque de almacenamiento y una válvula que conecta selectivamente el primer tanque de almacenamiento con el segundo tanque de almacenamiento. El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque comprende un primer sensor de nivel de fluido posicionado en la primera región lateral, un segundo sensor de nivel de fluido (16) posicionado en la segunda región lateral, y un tercer sensor de nivel de fluido (13) posicionado en la región de medición. El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque los medios de medición y control de fluido (4, 6, 7) comprenden al menos un flujómetro (4). El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque dicha al menos una bomba (2) comprende adicionalmente un vahador de frecuencia. El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la primera compuerta basal (9), la segunda compuerta basal (1 1 ), la primera compuerta emergente (10) y la segunda compuerta emergente (12) son compuertas pivotantes. El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la primera compuerta emergente (10) y la segunda compuerta emergente (12) están configuradas para su desplazamiento en dirección vertical. El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la región de medición comprende una depresión que posee una profundidad mayor que la primera región lateral y la segunda región lateral. El sistema de la reivindicación 10, CARACTERIZADO porque adicionalmente comprende una bomba de inmersión posicionada en dicha depresión y una línea de vaciado que conecta fluidamente dicha bomba de inmersión con un tanque de almacenamiento de fluido. El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque adicionalmente comprende un sensor de velocidad del fluido posicionado en la región de medición del canal. Un método para generar ondas de tsunami en flujo reversible en condiciones de laboratorio, CARACTERIZADO porque comprende los pasos de:

- proporcionar un sistema que comprende: un canal de simulación (1 ) alargado que posee una primera región lateral, una segunda región lateral en una posición opuesta a la primera región lateral y una región de medición posicionada entre la primera región lateral y la segunda región lateral; una primera compuerta basal (9) configurada para controlar selectivamente una primera salida de fluido desde el canal alargado (1 ) mediante su apertura y cierre y una primera compuerta emergente (10) posicionadas en la primera región lateral; una segunda compuerta basal (1 1 ) configurada para controlar selectivamente una segunda salida de fluido desde el canal alargado (1 ) mediante su apertura y cierre y una segunda compuerta emergente (12) posicionadas en la segunda región lateral, al menos una bomba impulsora de fluido (2), medios de medición y control de flujo (4, 6, 7), una línea de circulación de fluido que comprende una línea principal de fluido (5), una primera línea de entrada de fluido (8) en la primera región lateral y una segunda línea de entrada de fluido (15) en la segunda región lateral; y un sistema de control (17, 18) de la al menos una bomba impulsora (2), de la primera compuerta basal (9), de la segunda compuerta basal (1 1 ), de la primera compuerta emergente (10), de la segunda compuerta emergente (12) y de los medios de medición y control del flujo (4,6,7);

- realizar un primer experimento de generación de una onda de tsunami en una primera dirección mediante un flujo impulsado por la al menos una bomba impulsora de fluido (2) a través de la línea principal (5) y la primera línea de entrada de fluido (8), y mediante el control de nivel de fluido por medio de la segunda compuerta emergente (12), la segunda compuerta basal (11 ) y el sistema de control (17,18); y - realizar un segundo experimento de generación de una onda de tsunami en una segunda dirección mediante un flujo impulsado por la al menos una bomba impulsora de fluido (2) a través de la línea principal de flujo (5) y la segunda línea de entrada de fluido (15), y mediante el control de nivel de fluido por medio de la primera compuerta emergente (10), la primera compuerta basal (9) y el sistema de control (17,18). El método de la reivindicación 13, CARACTERIZADO porque previo a la realización del primer experimento comprende los pasos de: llevar la primera compuerta basal (9) a una posición cerrada, la primera compuerta emergente (10) a una posición replegada, la segunda compuerta basal (1 1 ) a una posición abierta y la segunda compuerta emergente (12) a una posición desplegada mediante dicho sistema de control (17, 18); e inyectar un fluido a la primera región lateral del canal de simulación (1 ) a través de la línea principal de fluido (5) y la primera línea de entrada de fluido (8) hasta que el nivel de fluido alcance un nivel definido por la segunda compuerta emergente (12) mediante dicho sistema de control (17, 18). El método de la reivindicación 14, CARACTERIZADO porque luego de la realización del primer experimento y previo a la realización del segundo experimento comprende los pasos de: llevar la segunda compuerta basal (1 1 ) a una posición cerrada, mediante los medios de control; inyectar fluido en la segunda región lateral del canal mediante la segunda línea de entrada de fluido (15) hasta que el nivel de fluido en la segunda región lateral alcance el nivel de fluido en la región central de medición; detener el ingreso de fluido en la segunda región lateral del canal, mediante el sistema de control (17, 18) una vez que el nivel de fluido en la segunda región lateral alcance el nivel de fluido en la primera región lateral; llevar la primera compuerta emergente (10) a una posición desplegada y la segunda compuerta emergente (12) a una posición replegada, mediante el sistema de control (17, 18); y abrir la primera compuerta basal (9) luego de que la primera compuerta emergente (10) alcance la posición desplegada, mediante el sistema de control (17, 18) de control para vaciar el volumen en la primera región lateral.

REIVINDICACIONES MODIFICADAS recibidas por la oficina Internacional el 24 Octubre 2023 (24.10.2023) Un sistema para generar ondas de tsunami en flujo reversible en condiciones de laboratorio, CARACTERIZADO porque comprende: un canal de simulación (1 ) alargado que posee una primera región lateral, una segunda región lateral en una posición opuesta a la primera región lateral y una región de medición posicionada entre la primera región lateral y la segunda región lateral; una primera salida de fluido, una primera compuerta basal (9) configurada para la apertura y cierre de la primera salida de fluido y una primera compuerta emergente (10) posicionadas en la primera región lateral; una segunda salida de fluido, una segunda compuerta basal (1 1 ) configurada para la apertura y cierre de la segunda salida de fluido y una segunda compuerta emergente (12) posicionadas en la segunda región lateral; al menos una bomba impulsora de fluido (2); medios de medición y control del flujo (4, 6, 7); una primera línea de entrada de fluido (8) configurada para inyectar fluido en la primera región lateral; una segunda línea de entrada de fluido (15) configurada para inyectar fluido en la segunda región lateral; un sistema de control (17, 18) de la al menos una bomba impulsora (2), de la primera compuerta basal (9), de la segunda compuerta basal (1 1 ), de la primera compuerta emergente (10), de la segunda compuerta emergente (12) y de los medios de medición y control del flujo (4,6,7); y comprende un primer sensor de nivel de fluido posicionado en la primera región lateral, un segundo sensor de nivel de fluido (16) posicionado en la segunda región lateral, y un tercer sensor de nivel de fluido (13) posicionado en la región de medición. El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque además comprende un tanque de almacenamiento de fluido (3) aguas abajo de la primera compuerta basal (9) y de la segunda compuerta basal (11 ).

HOJA MODIFICADA (ARTICULO 19) El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque comprende un primer tanque de almacenamiento de fluido posicionado aguas abajo de la primera compuerta basal (9) y un segundo tanque de almacenamiento de fluido posicionado aguas abajo de la segunda compuerta basal (1 1 ). El sistema de la reivindicación 3, CARACTERIZADO porque adicionalmente comprende una línea de comunicación fluida entre el primer tanque de almacenamiento y el segundo tanque de almacenamiento y una válvula que conecta selectivamente el primer tanque de almacenamiento con el segundo tanque de almacenamiento. El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque los medios de medición y control de fluido (4, 6, 7) comprenden al menos un flujómetro (4). El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque dicha al menos una bomba (2) comprende adicionalmente un vahador de frecuencia. El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la primera compuerta basal (9), la segunda compuerta basal (1 1 ), la primera compuerta emergente (10) y la segunda compuerta emergente (12) son compuertas pivotantes. El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la primera compuerta emergente (10) y la segunda compuerta emergente (12) están configuradas para su desplazamiento en dirección vertical. El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la región de medición comprende una depresión que posee una profundidad mayor que la primera región lateral y la segunda región lateral. El sistema de la reivindicación 9, CARACTERIZADO porque adicionalmente comprende una bomba de inmersión posicionada en dicha depresión y una línea de vaciado que conecta fluidamente dicha bomba de inmersión con un tanque de almacenamiento de fluido.

HOJA MODIFICADA (ARTICULO 19)

1. El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque adicionalmente comprende un sensor de velocidad del fluido posicionado en la región de medición del canal. 2. Un método para generar ondas de tsunami en flujo reversible en condiciones de laboratorio, CARACTERIZADO porque comprende los pasos de:

- proporcionar un sistema que comprende: un canal de simulación (1 ) alargado que posee una primera región lateral, una segunda región lateral en una posición opuesta a la primera región lateral y una región de medición posicionada entre la primera región lateral y la segunda región lateral; una primera compuerta basal (9) configurada para controlar selectivamente una primera salida de fluido desde el canal alargado (1 ) mediante su apertura y cierre y una primera compuerta emergente (10) posicionadas en la primera región lateral; una segunda compuerta basal (1 1 ) configurada para controlar selectivamente una segunda salida de fluido desde el canal alargado (1 ) mediante su apertura y cierre y una segunda compuerta emergente (12) posicionadas en la segunda región lateral, al menos una bomba impulsora de fluido (2), medios de medición y control de flujo (4, 6, 7), una línea de circulación de fluido que comprende una línea principal de fluido (5), una primera línea de entrada de fluido (8) en la primera región lateral y una segunda línea de entrada de fluido (15) en la segunda región lateral; y un sistema de control (17, 18) de la al menos una bomba impulsora (2), de la primera compuerta basal (9), de la segunda compuerta basal (1 1 ), de la primera compuerta emergente (10), de la segunda compuerta emergente (12) y de los medios de medición en donde los medios de medición comprenden un primer sensor de nivel de fluido posicionado en la primera región lateral, un segundo sensor de nivel de fluido (16) posicionado en la segunda región lateral, y un tercer sensor de nivel de fluido (13) posicionado en la región de medición y control del flujo (4,6,7),;

- realizar un primer experimento de generación de una onda de tsunami en una primera dirección mediante un flujo impulsado por la al menos una bomba impulsora de fluido (2) a través de la línea principal (5) y la primera

HOJA MODIFICADA (ARTICULO 19) línea de entrada de fluido (8), y mediante el control de nivel de fluido por medio de la segunda compuerta emergente (12), la segunda compuerta basal (11 ) y el sistema de control (17,18); y

- realizar un segundo experimento de generación de una onda de tsunami en una segunda dirección mediante un flujo impulsado por la al menos una bomba impulsora de fluido (2) a través de la línea principal de flujo (5) y la segunda línea de entrada de fluido (15), y mediante el control de nivel de fluido por medio de la primera compuerta emergente (10), la primera compuerta basal (9) y el sistema de control (17,18). El método de la reivindicación 12, CARACTERIZADO porque previo a la realización del primer experimento comprende los pasos de: llevar la primera compuerta basal (9) a una posición cerrada, la primera compuerta emergente (10) a una posición replegada, la segunda compuerta basal (1 1 ) a una posición abierta y la segunda compuerta emergente (12) a una posición desplegada mediante dicho sistema de control (17, 18); e inyectar un fluido a la primera región lateral del canal de simulación (1 ) a través de la línea principal de fluido (5) y la primera línea de entrada de fluido (8) hasta que el nivel de fluido alcance un nivel definido por la segunda compuerta emergente (12) mediante dicho sistema de control (17, 18). El método de la reivindicación 13, CARACTERIZADO porque luego de la realización del primer experimento y previo a la realización del segundo experimento comprende los pasos de: llevar la segunda compuerta basal (1 1 ) a una posición cerrada, mediante los medios de control; inyectar fluido en la segunda región lateral del canal mediante la segunda línea de entrada de fluido (15) hasta que el nivel de fluido en la segunda región lateral alcance el nivel de fluido en la región central de medición; detener el ingreso de fluido en la segunda región lateral del canal, mediante el sistema de control (17, 18) una vez que el nivel de fluido en la segunda región lateral alcance el nivel de fluido en la primera región lateral;

HOJA MODIFICADA (ARTICULO 19) llevar la primera compuerta emergente (10) a una posición desplegada y la segunda compuerta emergente (12) a una posición replegada, mediante el sistema de control (17, 18); y abrir la primera compuerta basal (9) luego de que la primera compuerta emergente (10) alcance la posición desplegada, mediante el sistema de control (17, 18) de control para vaciar el volumen en la primera región lateral.

HOJA MODIFICADA (ARTICULO 19)

Description:
SISTEMA Y MÉTODO PARA GENERAR ONDAS DE TSUNAMI EN FLUJO REVERSIBLE EN CONDICIONES DE LABORATORIO

MEMORIA DESCRIPTIVA

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con el campo de los equipos, aparatos y/o procedimientos para pruebas o ensayos hidrodinámicos y en particular proporciona un sistema y método para generar ondas de tsunami en flujo reversible en condiciones de laboratorio.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Un tsunami es un fenómeno complejo y reproducir su comportamiento en laboratorio ha sido muy difícil. Los sistemas que existen actualmente en el estado de la técnica pueden simular sólo una ola en una dirección, sin el flujo de retorno, o bien, generan una ola que tiene un periodo muy corto que no corresponde a una ola de tsunami en la escala real.

Por ejemplo, el documento JPH07120352A describe un tanque de agua para simular corrientes circulares que comprende un par de impulsores de rotación inversa dispuestos en un pasaje circular de un tanque de agua para circular hacia arriba y hacia abajo respectivamente en el tanque de agua.

Por otra parte, el documento CN101561345 A proporciona un tanque de agua experimental bidireccional para hidráulica y dinámica de lodo y arena. El tanque de agua comprende un tanque de agua, donde dos extremos del tanque de agua están provistos de salidas de agua simétricas, secciones de transición comunicadas con las salidas de agua; una tubería principal dispuesta entre las secciones de transición; una bomba de agua de flujo axial bidireccional, una válvula de regulación eléctrica y un medidor de flujo electromagnético bidireccional dispuestos alternativamente en la tubería principal; y un motor que acciona la bomba de agua controlado por un actuador de frecuencia variable. Sin embargo, el estado de la técnica es deficiente en proporcionar un sistema que permita reproducir tanto la etapa de inundación como la de flujo de retorno respetando tanto la escala temporal del fenómeno real como las condiciones de profundidad y velocidad del flujo. En consecuencia, se requiere un sistema y método que permita superar las deficiencias del estado de la técnica.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un sistema para generar ondas de tsunami en flujo reversible en condiciones de laboratorio que se caracteriza porque comprende: un canal de simulación (1 ) alargado que posee una primera región lateral, una segunda región lateral en una posición opuesta a la primera región lateral y una región de medición posicionada entre la primera región lateral y la segunda región lateral; una primera compuerta basal (9) configurada para controlar selectivamente una primera salida de fluido desde el canal alargado (1 ) mediante su apertura y cierre y una primera compuerta emergente (10) posicionadas en la primera región lateral; una segunda compuerta basal (1 1 ) configurada para controlar selectivamente una segunda salida de fluido desde el canal alargado (1 ) mediante su apertura y cierre y una segunda compuerta emergente (12) posicionadas en la segunda región lateral, al menos una bomba impulsora de fluido (2), medios de medición y control de flujo (4, 6, 7), una línea de circulación de fluido que comprende una línea principal de fluido (5), una primera línea de entrada de fluido (8) en la primera región lateral y una segunda línea de entrada de fluido (15) en la segunda región lateral; y un sistema de control (17, 18) de la al menos una bomba impulsora (2), de la primera compuerta basal (9), de la segunda compuerta basal (1 1 ), de la primera compuerta emergente (10), de la segunda compuerta emergente (12) y de los medios de medición y control del flujo (4,6,7).

En un segundo objeto de la presente invención se proporciona un método para generar ondas de tsunami con flujo reversible en condiciones de laboratorio que se caracteriza comprende los pasos de: proporcionar un sistema que comprende: un canal de simulación (1 ) alargado que posee una primera región lateral, una segunda región lateral en una posición opuesta a la primera región lateral y una región de medición posicionada entre la primera región lateral y la segunda región lateral; una primera compuerta basal (9) configurada para controlar selectivamente una primera salida de fluido desde el canal alargado (1 ) mediante su apertura y cierre y una primera compuerta emergente (10) posicionadas en la primera región lateral; una segunda compuerta basal (1 1 ) configurada para controlar selectivamente una segunda salida de fluido desde el canal alargado (1 ) mediante su apertura y cierre y una segunda compuerta emergente (12) posicionadas en la segunda región lateral, al menos una bomba impulsora de fluido (2), medios de medición y control de flujo (4, 6, 7), una línea de circulación de fluido que comprende una línea principal de fluido (5), una primera línea de entrada de fluido (8) en la primera región lateral y una segunda línea de entrada de fluido (15) en la segunda región lateral; y un sistema de control (17, 18) de la al menos una bomba impulsora (2), de la primera compuerta basal (9), de la segunda compuerta basal (1 1 ), de la primera compuerta emergente (10), de la segunda compuerta emergente (12) y de los medios de medición y control del flujo (4,6,7); realizar un primer experimento de generación de una onda de tsunami en una primera dirección mediante un flujo impulsado por la al menos una bomba impulsora de fluido (2) a través de la línea principal (5) y la primera línea de entrada de fluido (8), y mediante el control de nivel de fluido por medio de la segunda compuerta emergente (12), la segunda compuerta basal (11 ) y el sistema de control (17,18); y realizar un segundo experimento de generación de una onda de tsunami en una segunda dirección mediante un flujo impulsado por la al menos una bomba impulsora de fluido (2) a través de la línea principal de flujo (5) y la segunda línea de entrada de fluido (15), y mediante el control de nivel de fluido por medio de la primera compuerta emergente (10), la primera compuerta basal (9) y el sistema de control (17,18).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La Fig. 1 ¡lustra una vista esquemática lateral de una primera realización del sistema que es objeto de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

A continuación, se describirá de manera detallada la presente invención, haciendo referencia para esto a las figuras que acompañan la presente solicitud. En un primer objeto de la presente invención, se proporciona un sistema para generar ondas de tsunami en flujo reversible en condiciones de laboratorio comprende, de manera esencial: un canal de simulación (1 ) alargado que posee una primera región lateral, una segunda región lateral en una posición opuesta a la primera región lateral y una región de medición posicionada entre la primera región lateral y la segunda región lateral; una primera salida de fluido, una primera compuerta basal (9) configurada para la apertura y cierre de la primera salida de fluido y una primera compuerta emergente (10) posicionadas en la primera región lateral; una segunda salida de fluido, una segunda compuerta basal (1 1 ) configurada para la apertura y cierre de la segunda salida de fluido y una segunda compuerta emergente (12) posicionadas en la segunda región lateral; al menos una bomba impulsora de fluido (2) ; medios de medición y control del flujo (4, 6, 7); una primera línea de entrada de fluido (8) configurada para inyectar fluido en la primera región lateral; una segunda línea de entrada de fluido (15) configurada para inyectar fluido en la segunda región lateral; y un sistema de control (17, 18) de la al menos una bomba impulsora (2), de la primera compuerta basal (9), de la segunda compuerta basal (1 1 ), de la primera compuerta emergente (10), de la segunda compuerta emergente (12) y de los medios de medición y control del flujo (4,6,7).

En el contexto de la presente solicitud, sin que esto limite el alcance de esta, se entenderá la expresión “al menos un” como uno o más de los elementos a los que se hace referencia. El número de elementos a los que se haga referencia con la expresión “al menos un” no limita el alcance de la presente solicitud. Adicionalmente, cuando se proporciona más de un elemento referido con la expresión “al menos un”, dichos elementos pueden o no ser idénticos entre sí sin que esto limite el alcance de la presente solicitud. En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de esta, se entenderá que el canal de simulación (1 ) posee una forma alargada cuando su longitud en una dirección, que se entenderá como dirección alargada, es mucho mayor que su longitud en cualquiera de las dos direcciones perpendiculares a la dirección alargada. En este sentido, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, la longitud en la dirección alargada puede ser mayor que 5 veces la longitud en cualquiera de las dos direcciones perpendiculares, preferentemente mayor que 10 veces la longitud en cualquiera de las dos direcciones perpendiculares y aun más preferentemente mayor que 20 veces la longitud en cualquiera de las dos direcciones perpendiculares.

Adicionalmente, sin que esto limite el alcance de la presente invención, se entenderá que la primera región lateral y la segunda región lateral son laterales en relación a la dirección alargada del canal alargado (1 ). La extensión de la primera región lateral y de la segunda región lateral a lo largo de la dirección alargada del canal alargado (1 ) no limitan el alcance de la presente invención en tanto permitan obtener una región de simulación posicionada entre ellas. Además, la primera región lateral y la segunda región lateral pueden o no poseer la misma extensión sin que esto limite el alcance de la protección solicitada. En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, la primera región lateral y la segunda región lateral poseen la misma extensión.

El canal alargado (1 ) que forma parte del sistema que es objeto de la presente invención comprende, además, una región de simulación posicionada entre la primera región lateral y la segunda región lateral. La extensión de dicha región de simulación a lo largo de la dirección alargada del canal alargado (1 ) no limita el alcance de la presente invención y dependerá, por ejemplo, de las extensiones de la primera región lateral y de la segunda región lateral, así como de la longitud del canal alargado (1 ) a lo largo de la dirección alargada.

En dicha región de simulación, de manera preferente y sin que esto limite el alcance de la presente invención, pueden posicionarse uno o más elementos que permitan obtener mediciones al realizar la simulación de un fenómeno en particular. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, en dicha región de simulación puede posicionarse al menos un sensor de nivel de fluido, al menos un sensor de velocidad vertical de fluido, al menos un sensor de velocidad transversal de fluido, al menos una cámara de video, al menos una cámara de captura de imágenes, al menos una fuentes de iluminación, al menos un sensor de presión de fluido, al menos un sensor de temperatura de fluido, así como una combinación entre los mismos.

En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, la región de medición puede comprender un cambio en la profundidad que puede ser una depresión, que posee una profundidad mayor que la primera región lateral y la segunda región lateral, o una elevación, que posee una profundidad menor. En esta zona de cambio de profundidad, se puede permitir la instalación de elementos para ensayar y elementos adicionales de medición de variables hidrodinámicas que permitan la simulación de algún fenómeno en particular. Por ejemplo, en una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, es posible posicionar estructuras costeras a escala, edificios a escala, playas con pendiente suave y material fijo, playas con pendiente suave y material granular removible, bosques de mitigación a escala, sistemas de generación de energía, instrumentos de medición de presión, o una bomba de inmersión en dicha depresión. En este ejemplo de realización, además y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema puede comprender una línea de vaciado que conecta fluidamente dicha bomba de inmersión con un tanque de almacenamiento de fluido.

El sistema que es objeto de la presente invención comprende una primera compuerta basal (9) configurada para controlar selectivamente una primera salida de fluido desde el canal alargado (1 ) mediante su apertura y cierre; y una primera compuerta emergente (10) posicionadas en la primera región lateral del canal alargado (1 ). De manera análoga, el sistema que es objeto de la presente invención comprende una segunda compuerta basal (1 1 ) configurada para controlar selectivamente una segunda salida de fluido desde el canal alargado (1 ) mediante su apertura y cierre y una segunda compuerta emergente (12) posicionadas en la segunda región lateral del canal alargado (1 ). En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá que la compuerta basal (bien la primera compuerta basal (9) o la segunda compuerta basal (1 1 )) permite la apertura y cierre de su correspondiente salida de fluido (bien sea la primera salida de fluido o la segunda salida de fluido, respectivamente). Para esto, dicha compuerta basal (9, 11 ) puede adquirir al menos dos posiciones, que se denominarán posición abierta y posición cerrada, respectivamente. Sin embargo, en algunas realizaciones preferidas, dicha compuerta basal (9, 1 1 ) puede, además y sin que esto limite el alcance de la presente invención, adquirir al menos una posición intermedia entre dicha posición abierta y dicha posición cerrada. Los medios mediante los cuales se permita que dicha compuerta basal (9, 1 1 ) transite desde la posición abierta a la posición cerrada, o viceversa, no limitan el alcance de la presente invención. Por ejemplo, en una realización preferida y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicha compuerta basal (9, 11 ) puede realizar un movimiento sustancialmente horizontal entre dicha posición abierta y dicha posición cerrada. En otro ejemplo de realización, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicha compuerta basal (9, 1 1 ) puede realizar un movimiento pivotante entre dicha posición abierta y dicha posición cerrada. Adicionalmente, pueden proporcionarse uno o más actuadores y uno o más elementos de transmisión que permitan controlar la posición de la compuerta basal (9, 1 1 ). Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, pueden proporcionarse motores, brazos hidráulicos, brazos neumáticos, cadenas, cuerdas, resortes, así como una combinación entre los mismos, para controlar la posición de la compuerta basal (9, 1 1 ).

Debe entenderse, sin que esto limite el alcance de la presente invención, que la primera compuerta basal (9) y la segunda compuerta basal (11 ) pueden o no ser idénticas entre sí. Además, los medios que se proporcionen para controlar la posición de la primera compuerta basal (9) y de la segunda compuerta basal (1 1 ) pueden o no ser idénticos entre sí sin que esto limite el alcance de la presente invención.

En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá que la compuerta emergente (bien la primera compuerta emergente (10) o la segunda compuerta emergente (12)) permite controlar el nivel de agua en el interior de la región de medición. Para esto, dicha compuerta emergente (10, 12) puede adquirir al menos dos posiciones, que se denominarán posición replegada, en la cual la compuerta emergente (10, 12) no sobresale en relación al fondo de la correspondiente región lateral, y posición desplegada en la cual la compuerta emergente (10, 12) sobresale en relación al fondo de la correspondiente región lateral. Sin embargo, en algunas realizaciones preferidas, dicha compuerta emergente (10, 12) puede, además y sin que esto limite el alcance de la presente invención, adquirir una pluralidad de posiciones desplegadas, cada una en la cual sobresale a una correspondiente altura en relación con el fondo de su correspondiente región lateral. Los medios mediante los cuales se permita que dicha compuerta emergente (10, 12) transite desde la posición replegada a la posición desplegada, o viceversa, no limitan el alcance de la presente invención. Por ejemplo, en una realización preferida y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicha compuerta emergente (10,12) puede realizar un movimiento sustancialmente vertical entre dicha posición replegada y dicha posición desplegada. En otro ejemplo de realización, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicha compuerta emergente (9, 1 1 ) puede realizar un movimiento pivotante entre dicha posición replegada y dicha posición desplegada. Adicionalmente, pueden proporcionarse uno o más actuadores y uno o más elementos de transmisión que permitan controlar la posición de la compuerta emergente (10, 12). Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, pueden proporcionarse motores, brazos hidráulicos, brazos neumáticos, cadenas, cuerdas, resortes, así como una combinación entre los mismos, para controlar la posición de la compuerta basal (10, 12).

Debe entenderse, sin que esto limite el alcance de la presente invención, que la primera compuerta emergente (10) y la segunda compuerta emergente (12) pueden o no ser idénticas entre sí. Además, los medios que se proporcionen para controlar la posición de la primera compuerta emergente (10) y de la segunda compuerta emergente (12) pueden o no ser idénticos entre sí sin que esto limite el alcance de la presente invención.

El sistema que es objeto de la presente invención comprende al menos una bomba impulsora de fluido (2) que tiene como objetivo impulsar el fluido para su ingreso al canal alargado (1 ). Cualquier número o tipo de bomba puede utilizarse sin que esto limite el alcance de la presente invención. En caso de proporcionarse más de una bomba, dichas bombas impulsoras de fluido (2) podrían trabajar en serie o en paralelo sin que esto limite el alcance de la presente invención. En una realización más preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicha al menos una bomba impulsora (2) puede comprender un correspondiente vahador de frecuencia, a fin de controlar el caudal del fluido que es impulsado por dicha al menos una bomba impulsora (2).

El sistema que es objeto de la presente invención comprende, además medios de medición y control del flujo (4, 6, 7), que tienen por objetivo controlar el caudal y dirección del fluido que circula por la línea principal de fluido (5) y las primera y segunda líneas de entrada laterales (8, 15). En este sentido, dichos medios de medición y control del flujo (4, 6, 7) pueden comprender, sin limitarse a estos, válvulas, sensores de caudal, desviadores, llaves de paso, así como una combinación entre los mismos. En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, los medios de medición y control de flujo (4, 6, 7) pueden comprender al menos un flujómetro (4).

El sistema que es objeto de la presente invención comprende, además un sistema de control (17, 18) de las bombas impulsoras de fluido (2), de los medios de medición y control de flujo (4,6,7), de la primera compuerta basal (9), de la segunda compuerta basal (1 1 ), de la primera compuerta emergente (10) y de la segunda compuerta emergente (12). Tal como se indicó previamente, dicho sistema de control (17, 18) pueden incluir, sin que esto limite el alcance de la presente invención, motores, elementos electrónicos, brazos hidráulicos, brazos neumáticos, cadenas, cuerdas, resortes, así como una combinación entre los mismos. Adicionalmente, dicho sistema de control (17, 18) puede ser manuales o automáticos sin que esto limite el alcance de la presente invención. En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema puede incluir un computador o procesador (18) configurado o programado para el control de la al menos una bomba impulsora de fluido (2), de los medios de medición y control de flujo (4,6,7), de la primera compuerta basal (9), de la segunda compuerta basal (11 ), de la primera compuerta emergente (10) y de la segunda compuerta emergente (12). Para esto, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho computador o procesador (18) puede incluir una o más interfaces, tanto físicas como lógicas, que le permiten interactuar con la primera compuerta basal (9), la segunda compuerta basal (1 1 ), la primera compuerta emergente (10) y la segunda compuerta emergente (12). En una realización más preferida, el sistema incluye un tablero de conexiones eléctricas (17) conectado operativamente al computador o procesador (18), y dicho computador o procesador (18) se encuentra configurado para controlar la energización de los diferentes componentes del sistema mediante dicho tablero de conexiones eléctricas (17).

En otra realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el computador o procesador (18) puede estar adicionalmente configurado para controlar la al menos una bomba impulsora de fluido (2) y los medios de medición y control de flujo (4,6,7) que se conectan operativamente a la línea principal de fluido (5) y controlar si la dirección del flujo sigue la primera línea de entrada de fluido (8) o la segunda línea de entrada de fluido (15). De esta manera, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el computador o procesador (18) puede controlar tanto la posición de la primera compuerta basal (9), la primera compuerta emergente (10), la segunda compuerta basal (1 1 ) y la segunda compuerta emergente (12), como el caudal de fluido que circula por la línea principal de fluido (5) y si el flujo sigue la primera línea de entrada (8) o la segunda línea de entrada (15).

En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema puede comprender al menos un sensor de nivel de fluido en posicionado en el canal alargado (1 ). Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema puede comprender un primer sensor de nivel de fluido posicionado en la primera región lateral, un segundo sensor de nivel de fluido (16) posicionado en la segunda región lateral, y un tercer sensor de nivel de fluido (13) posicionado en la región de medición. En caso de proporcionarse, cualquier opción conocida para una persona normalmente versada en la materia puede utilizarse como sensor de nivel de fluido sin que esto limite el alcance de la presente invención. En un ejemplo de realización, sin que esto limite el alcance de la presente invención, cuando se proporciona un computador o procesador (18), dicho computador o procesador (18) puede conectarse operativamente con el al menos un sensor de nivel de fluido. De esta manera, el computador o procesador (18) puede adquirir al menos una medición desde el al menos un sensor de nivel de fluido y utilizar dicha información para controlar la posición de la primera compuerta basal (9), la segunda compuerta basal (1 1 ), la primera compuerta emergente (10) y la segunda compuerta emergente (12) y/o la dirección y caudal del fluido que circula por la línea principal de fluido (5) y por la primera línea de entrada de fluido (8) o la segunda línea de entrada de fluido (15).

Por otra parte, la forma en la cual dichas primera línea de entrada de fluido (8) y segunda línea de entrada de fluido (15) inyecten el fluido en la primera región lateral y en la segunda región lateral, respectivamente, no limitan el alcance de la presente invención. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dichas primera línea de entrada de fluido (8) y segunda línea de entrada de fluido (15) pueden comprender sendos ductos que ingresan al canal alargado (1 ) para la inyección de fluido. Sin embargo, en otras realizaciones preferidas y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el canal alargado (1 ) puede comprender porciones de conexión, por ejemplo una conexión roscada, a las cuales se conectan dicha primera línea de entrada de fluido (8) o segunda línea de entrada de fluido (15) para la inyección del fluido en la primera región lateral o en la segunda región lateral, respectivamente.

En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema puede comprender un tanque de almacenamiento de fluido (3) aguas abajo de la primera compuerta basal (9) y de la segunda compuerta basal (1 1 ). Sin embargo, en otras realizaciones preferidas, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema puede comprender un primer tanque de almacenamiento de fluido posicionado aguas abajo de la primera compuerta basal (9) y un segundo tanque de almacenamiento de fluido posicionado aguas abajo de la segunda compuerta basal (1 1 ). En una realización más preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, es posible proporcionar una línea de comunicación fluida entre el primer tanque de almacenamiento y el segundo tanque de almacenamiento y una válvula que conecta selectivamente el primer tanque de almacenamiento con el segundo tanque de almacenamiento.

En un segundo objeto de la presente invención, se proporciona un método para generar ondas de tsunami en flujo reversible en condiciones de laboratorio, que comprende, de manera esencial, los pasos de: proporcionar un sistema que comprende: un canal de simulación (1 ) alargado que posee una primera región lateral, una segunda región lateral en una posición opuesta a la primera región lateral y una región de medición posicionada entre la primera región lateral y la segunda región lateral; una primera compuerta basal (9) configurada para controlar selectivamente una primera salida de fluido desde el canal alargado (1 ) mediante su apertura y cierre y una primera compuerta emergente (10) posicionadas en la primera región lateral; una segunda compuerta basal (1 1 ) configurada para controlar selectivamente una segunda salida de fluido desde el canal alargado (1 ) mediante su apertura y cierre y una segunda compuerta emergente (12) posicionadas en la segunda región lateral, al menos una bomba impulsora de fluido (2), medios de medición y control de flujo (4, 6, 7), una línea de circulación de fluido que comprende una línea principal de fluido (5), una primera línea de entrada de fluido (8) en la primera región lateral y una segunda línea de entrada de fluido (15) en la segunda región lateral; y un sistema de control (17, 18) de la al menos una bomba impulsora (2), de la primera compuerta basal (9), de la segunda compuerta basal (11 ), de la primera compuerta emergente (10), de la segunda compuerta emergente (12) y de los medios de medición y control del flujo (4,6,7); realizar un primer experimento de generación de una onda de tsunami en una primera dirección mediante un flujo impulsado por la al menos una bomba impulsora de fluido (2) a través de la línea principal (5) y la primera línea de entrada de fluido (8), y mediante el control de nivel de fluido por medio de la segunda compuerta emergente (12), la segunda compuerta basal (1 1 ) y el sistema de control (17,18); y realizar un segundo experimento de generación de una onda de tsunami en una segunda dirección mediante un flujo impulsado por la al menos una bomba impulsora de fluido (2) a través de la línea principal de flujo (5) y la segunda línea de entrada de fluido (15), y mediante el control de nivel de fluido por medio de la primera compuerta emergente (10), la primera compuerta basal (9) y el sistema de control (17,18).

La forma en la cual se realice el primer experimento y el segundo experimento no limitan el alcance de la presente invención, en tanto se realicen en una primera dirección y en una segunda dirección. En este sentido, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, los parámetros del primer experimento y del segundo experimento pueden o no ser ¡guales entre sí.

En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, previo a la realización del primer experimento, el método puede comprender los pasos de: llevar la primera compuerta basal (9) a una posición cerrada, la primera compuerta emergente (10) a una posición replegada, la segunda compuerta basal (1 1 ) a una posición abierta y la segunda compuerta emergente (12) a una posición desplegada mediante dicho sistema de control (17, 18); e inyectar un fluido a la primera región lateral del canal de simulación (1 ) a través de la línea principal de fluido (5) y la primera línea de entrada de fluido (8) hasta que el nivel de fluido alcance un nivel definido por la segunda compuerta emergente (12) mediante dicho sistema de control (17, 18).

En otra realización preferida, luego de la realización del primer experimento y previo a la realización del segundo experimento, el método puede comprender los pasos de: detener el ingreso de fluido en la primera región lateral del canal de simulación (1 ); llevar la segunda compuerta basal (1 1 ) a una posición cerrada, mediante los medios de control; inyectar fluido en la segunda región lateral del canal mediante la segunda línea de entrada de fluido (15) hasta que el nivel de fluido en la segunda región lateral alcance el nivel de fluido en la región central de medición; detener el ingreso de fluido en la segunda región lateral del canal, mediante el sistema de control (17, 18) una vez que el nivel de fluido en la segunda región lateral alcance el nivel de fluido en la primera región lateral; llevar la primera compuerta emergente (10) a una posición desplegada y la segunda compuerta emergente (12) a una posición replegada, mediante el sistema de control (17, 18); y abrir la primera compuerta basal (9) luego de que la primera compuerta emergente (10) alcance la posición desplegada, mediante el sistema de control (17, 18) de control para vaciar el volumen en la primera región lateral.

De acuerdo con la descripción previamente detallada, es posible obtener un sistema y método que permiten superar las deficiencias del estado de la técnica.

Debe entenderse que las diferentes opciones descritas para las características técnicas del sistema y/o del método pueden combinarse entre sí, o con otras alternativas conocidas para una persona normalmente versada en la materia, sin que esto limite el alcance de la protección solicitada.

A continuación, se entregarán ejemplos de aplicación del sistema y método que son objeto de la presente solicitud. Dichos ejemplos se entregan sólo para un mejor entendimiento de la tecnología, pero en ningún caso debe entenderse que limiten el alcance de la protección solicitada. Adicionalmente, detalles de características técnicas descritas en ejemplos diferentes pueden combinarse entre sí, o con otras opciones previamente descritas o conocidas para una persona normalmente versada en la materia, de cualquier manera, prevista sin que esto limite el alcance de la protección.

Ejemplo 1 : Implementación de un sistema de generación de ondas de tsunami a escala de laboratorio

Se construyó un sistema para generar ondas de tsunami en flujo reversible, tal como se ¡lustra esquemáticamente en la Figura 1 , que cuenta con un canal alargado (1 ) de 20m de largo. El sistema cuenta con un conjunto de bombas centrifugas (2) que succionan agua desde un estanque subterráneo de almacenamiento (3) e impulsan el agua a través de una tubería (5) hacia el canal alargado (1 ). Además, se proporciona un conjunto de flujómetros electromagnéticos (4) para el control de caudal y un conjunto de válvulas (6, 7) para el control de la dirección de flujo.

Para realizar un experimento en una dirección, de izquierda a derecha en la Figura 1 , se abre una primera válvula (6) y se cierra una segunda válvula (7), de forma tal que el flujo ingresa al canal alargado (1 ) por la izquierda (8). La compuerta basal izquierda (9) permanece cerrada y la compuerta emergente izquierda (10) permanece en posición replegada. Por su parte, la compuerta basal derecha (11 ) está completamente abierta y la compuerta emergente derecha (12) sube gradualmente para controlar la altura del flujo, el cual es medido con un sensor de altura (13).

El exceso de flujo que sobrepasa la compuerta emergente (12) cae en una tubería

(14) que conduce el flujo al estanque subterráneo de almacenamiento (3).

Una vez que ha terminado el experimento en una dirección, se detiene el flujo, se cierra la compuerta basal derecha (1 1 ), se cierra la primera válvula (6) y se abre la segunda válvula (7). Además, las bombas (2) impulsan el flujo por la tubería derecha

(15) con el fin de alimentar el canal alargado (1 ) desde el lado derecho, midiendo el nivel de agua mediante el sensor de altura derecho (16) hasta alcanzar el nivel de agua existente. Una vez que se ha alcanzado el volumen existente, las bombas se detienen.

Al mismo tiempo, la compuerta emergente izquierda (10) sube lentamente hasta alcanzar el nivel deseado y posteriormente, la compuerta emergente derecha (12) baja lentamente hasta la base del canal. Luego, la compuerta basal izquierda (9) se abre para vaciar el volumen de agua ubicado a la izquierda de la compuerta emergente izquierda (10). En esta condición comienza el flujo en la dirección opuesta y así las bombas (2) impulsan el flujo a través de la tubería derecha (15) donde la altura es controlada por la compuerta izquierda (10) que baja de manera controlada y el exceso de agua cae a la tubería (14) y es conducido al estanque de almacenamiento (3).

Todos los componentes del sistema son controlados por el tablero eléctrico (17) y el computador (18) con un software desarrollado especialmente para este sistema.