DESAFIO DO CLIENTE
À medida que os centros populacionais costeiros continuam a proliferar ao redor do mundo, desenvolver uma compreensão mais profunda sobre a dinâmica das ondas oceânicas tornou-se um assunto urgente para proteger vidas e meios de subsistência. Os tsunamis que se seguem aos grandes terremotos no mar são imensamente destrutivos, assim como as tempestades que acompanham os furacões. Não é uma questão de se esses eventos ocorrerão, mas dequando ocorrerão. Portanto, parece que a preparação é a melhor defesa da humanidade, alcançada através do desenvolvimento de mais estruturas costeiras resistentes às ondas e à erosão e melhores planos de evacuação.
Tais objetivos descrevem a missão da George E. Brown, Jr., para a Network for Earthquake Engineering Simulation Tsunami Research Facility (NEES TRF) na Oregon State University College of Engineering O.H. Hinsdale Wave Research Laboratory (HWRL). É uma das maiores e mais sofisticadas instalações do mundo dedicada à pesquisa e inovação em engenharia costeira e oceânica e ciência costeira. A tecnologia de simulação de ondas foi pioneira na HWRL em 1971, e a instalação tem fornecido apoio crítico para a comunidade de pesquisa internacional desde então O trabalho na NEES TRF está influenciando a forma como os seres humanos interagem com os oceanos, incluindo onde vivemos, como preservamos os ecossistemas costeiros, até mesmo como geramos energia
A escala representa um desafio principal e contínuo para a pesquisa de mecânica dos fluidos em geral, e para a NEES TRF em particular. A maioria dos estudos de mecânica ondulatória e costeira de erosão não se dimensionam com precisão a partir de modelos menores, portanto há um constante desejo entre os pesquisadores de desenvolver instalações maiores para testes o mais próximo possível do tamanho do protótipo . Com o aumento da escala vem o desafio relacionado à contenção de custos, devido a as instalações avançadas, tecnologia e talento necessários para suportar tais testes
"Muitas capacidades de teste valiosas, como a geração das longas ondas comuns em tsunamis e tempestades, têm estado ausente neste campo porque nenhuma instalação de teste era suficientemente grande para apoiá-los", explica o Dr. Solomon Yim, Professor da Ocean and Structural Engineering at OSU, Diretor Interino da HWRL e principal investigador da NEES. "Era nosso objetivo - e nosso desafio - continuar expandindo para tornar cada vez mais disponíveis modos de testes úteis."
SOLUÇÃO DA MTS
Nas últimas quatro décadas, a MTS e a HWRL/NEES TRF completaram com sucesso, em conjunto, várias expansões de instalações . De acordo com o Dr. Yim, a MTS desempenhou um papel fundamental em cada expansão através do planejamento das instalações, especificação de hardware e software, integração do sistema e manutenção contínua.
"A MTS foi fundamental para completar os algoritmos necessários na sala de controle, juntamente com a configuração do esquema de cabeamento, controle e acionamento", disse o Dr. Yim. "A MTS foi especialmente útil na disponibilização de capacidades de ondas longas definidas pelo usuário através de nossa Calha de Ondas Grandes, que é um requisito chave para os pesquisadores de tsunami."
Dois sistemas de teste maciços e de última geração suportam atualmente a atividade na NEES TRF: A Calha de Onda Grande que permite a simulação precisa das condições de furacões de águas rasas, tsunamis, ondas longas e erosão costeira de longo prazo; e uma Bacia de Onda Tsunami, facilitando a simulação avançada de tsunami para ajudar os pesquisadores a entender melhor a natureza complexa e tridimensional de tais eventos. Sendo um dos maiores e tecnologicamente sofisticados laboratórios do mundo para pesquisa de engenharia costeira e oceânica, o NEES TRF atrai milhares de visitantes anualmente.
A Calha de Onda Grande mede 104M (342') de comprimento, 3,7M (12') de largura e 5M (15') de profundidade, e foi desenvolvida conjuntamente pela MTS e HWRL, em 1972. Em 2009 foi instalado um avançado conjunto de atuadores hidráulicos tipo pistão na Calha de Grande Onda, substituindo o ondulador de dobradiça original também construído pela MTS, em 1972. O novo conjunto de atuadores produz curso e velocidade de até 4M (13') por segundo.
A bacia atual da Onda Tsunami tem 48,8M (160') de comprimento, 26,5M (87') de largura e 2,1M (7') de profundidade, com 30 atuadores hidráulicos MTS e 29 pás gerando um curso e velocidade máxima de 2M (6,6') por segundo.
O Dr. Yim cita o financiamento como o fator decisivo final para cada expansão. "Quando escrevemos nossas propostas, confiamos fortemente na perspicácia técnica da MTS e na experiência em planejamento de instalações para nos ajudar a defender como nossas expansões apoiariam os pesquisadores internacionais e, em última instância, beneficiariam o público", disse ele. "Creio que nossas propostas minuciosas tiveram muito a ver com o significativo apoio financeiro que recebemos até o momento. Isso inclui dois grandes equipamentos NSF e concessões de instrumentação em uma fila, o que raramente acontece"
BENEFÍCIOS PARA O CLIENTE
Ao continuar a aumentar a escala e a sofisticação de suas instalações de teste, a NEES TRF tornou possível aos engenheiros em todo o mundo obter uma visão sem precedentes da dinâmica das ondas e do potencial impacto dos eventos oceânicos na humanidade, permitindo o desenvolvimento de estruturas mais duráveis e estratégias de evacuação mais eficazes.
"Aqui podemos cobrir toda a gama de estudos relacionados, incluindo tudo, desde simular condições milhas no oceano até aqueles ao longo da linha costeira e até em terra", explica o Dr. Yim. "Por toda a mudança na NEES TRF, a tecnologia e o pessoal da MTS têm permanecido como uma constante valiosa. Também recebemos manutenção de rotina da MTS através da NEES, que tem nos ajudado a gerenciar os custos, mantendo nossos sistemas de teste e o tempo de atividade em seu auge"
Quanto ao futuro, o Dr. Yim vê uma alta probabilidade de expansão do NEES TRF, especialmente considerando a necessidade urgente de pesquisa contínua para entender melhor efeitos do tsunami nas regiões costeiras.
"A dinâmica das ondas se torna cada vez mais não-linear à medida que você se aproxima da linha costeira , o que torna os modelos em escala até menos eficazes, portanto, prevejo que nossos sistemas de teste terão que se tornar ainda maiores", disse ele. "E quando esse momento chegar, certamente contaremos com a MTS para nos ajudar a criar a proposta , o que, esperamos, nos levará a mais uma expansão."
