Boletín Nº 213. Abril – Junio 2023
ÍNDICE DE ARTÍCULOS:
1.- «REVISIÓN DE SOLUCIONES ANALÍTICAS PARA EL CÁLCULO TÉRMICO EN PROYECTOS DE CONGELACIÓN DEL TERRENO».
Autores: Dr. Diego Sancho Calderón, Dr. Sergio Jorge Ibáñez García, Dr. Santiago Ortiz Palacio, Dr. José Ángel Porres Benito
Keywords: Palabras clave: congelación artificial del terreno, diseño térmico, problema de Stefan, solución analítica, cambio de fase.
Resumen: La congelación artificial del terreno es un método fiable y muy utilizado con el fin de realizar excavaciones en terrenos acuíferos. El diseño de proyectos de congelación del terreno requiere cálculos mecánicos, térmicos e hidráulicos. Los problemas térmicos que se plantean en los proyectos de congelación del terreno son problemas de límites móviles o de Stefan. Debido a su complejidad, no existen soluciones exactas que resuelvan los problemas de Stefan que aparecen típicamente en ingeniería, como el problema de la tubería de congelación única.
Se han desarrollado soluciones analíticas aproximadas para el diseño térmico, como las de Ständer (1967) y Sanger y Sayles (1979), que son utilizadas por los profesionales del sector. Sin embargo, estas soluciones no han sido suficientemente verificadas en diferentes condiciones, lo que deja a los diseñadores con incertidumbre respecto a su aplicabilidad y precisión. Esta tarea se aborda en este artículo, en el que se estudia la precisión de cinco soluciones analíticas aproximadas diferentes para el problema de la tubería de congelación única en siete casos. Estos casos son representativos de diferentes condiciones iniciales y de contorno típicas de los proyectos de ingeniería. La solución de Ständer ha demostrado ser una solución muy útil, ya que proporciona resultados muy precisos en los siete casos estudiados. La solución de Sanger & Sayles, de uso más generalizado, produce errores más variables y elevados. Además, estas soluciones se comparan en un caso práctico de proyecto con una nueva solución ajustada, que produce resultados más precisos.
