Diseño simulador de oleaje

Abstract

En el ámbito de la ingeniería y la educación STEM, las herramientas que fortalecen el aprendizaje a través de métodos experimentales y experiencias prácticas resultan fundamentales. La Universidad Técnica Federico Santa María promueve el desarrollo de dispositivos innovadores orientados al análisis de fenómenos físicos y ambientales en contextos educativos y de investigación. Actualmente, los estudios sobre el comportamiento del oleaje, la hidrodinámica y el transporte de sedimentos dependen en gran medida de simulaciones digitales, las cuales, al carecer de validación experimental u observación tangible, limitan la comprensión científica integral. Este proyecto tiene como objetivo diseñar y construir un simulador físico de oleaje que permita analizar el comportamiento del agua y su interacción con sedimentos y estructuras. El dispositivo emplea ensayos experimentales como apoyo a la enseñanza y a la validación de modelos teóricos en las ciencias de la ingeniería y del medioambiente. La investigación se centró en determinar si es posible replicar condiciones reales de oleaje mediante un sistema físico basado en métodos experimentales. La metodología adoptó un ciclo iterativo de diseño, prueba y mejora, enfocado en cuantificar las dimensiones del estanque y las propiedades de los fluidos. El dispositivo será modelado mediante software CAD, y su construcción se llevará a cabo utilizando materiales y componentes seleccionados cuidadosamente para garantizar su eficiencia operativa. Las pruebas experimentales permiten observar la formación de oleaje y el comportamiento de los sedimentos bajo condiciones controladas, y los resultados demuestran que un mecanismo oscilatorio es capaz de reproducir eficientemente patrones básicos de oleaje. A pesar de desafíos estructurales y de sellado, la construcción de un prototipo resulta fundamental para reproducir estos patrones y demostrar su utilidad en entornos académicos, especialmente en aulas de educación superior. Se contempla incorporar un sistema de control automatizado del oleaje y sensores de medición en tiempo real para mejorar la precisión de los resultados. Asimismo, se proyecta que la capacidad de simular eventos extremos, como tsunamis, amplíe significativamente su potencial educativo y de investigación.