ROSA DE VIENTOS SUCRE-AEROPUERTO INTERNACIONAL “ALCANTARI”
1. Introducción. El viento es un elemento climatológico definido como "el aire en movimiento" y se describe por dos características:
La velocidad
La dirección.
Debido a esto es que se considera un vector con magnitud (dada por la velocidad) y dirección. Los meteorólogos crearon una gráfica llamada Rosa de los vientos (Fig. 1) que nos permite representar simultáneamente la relación que existe entre las características que componen el viento. La información de cada rosa de viento muestra la: Frecuencia de ocurrencia de los vientos en 16 sectores de dirección (E, ENE, NE, NNE, W, WNW, NW, NNW, ESE, SE, SSE, S, SSW, N, WSW, SW ) y en clases de velocidad del viento para una localidad y un periodo de tiempo dado, la clasificación más utilizada para el viento es la ESCALA BEAUFORT.
Fig. 1 Rosa de los Vientos
Las rosas de viento en ocasiones son usadas para representar gráficamente la dirección de transporte dominante de los vientos de un área. Debido a las influencias locales de terreno, posibles efectos de costa, exposición de los instrumentos y variabilidad temporal del viento. La estadística de la rosa de vientos puede no ser siempre representativa de los vientos de un área. Otras condiciones meteorológicas pueden ser también importantes para determinar la formación y transporte de ciertos contaminantes atmosféricos, particularmente contaminantes reactivos. En las estaciones se utilizan generalmente la veleta y el anemómetro para conocer los valores correspondientes a la dirección y la velocidad del viento respectivamente. En los archivos climatológicos se registran separadamente, sin embargo, para estudiar el comportamiento general de este elemento del clima, se utiliza un tipo de cuadro estadístico sencillo y de mucha utilidad para encontrar o verificar las relaciones que existen entre dos o más variables. Al construir una rosas de vientos se siguen los mismos pasos que al hacer una tabla de frecuencias, pero ahora manejando dos o más rasgos de interés. Aquí una categoría es la dirección y sus subcategorías son los 16 rumbos, la otra categoría es la velocidad y utilizamos los diferentes tipos de viento considerados por Beaufort como las subcategorías. Esta tabla nos permite
crear la rosa de los vientos como un método gráfico de presentación conjunta de las distribuciones de frecuencia de la fuerza (velocidad) y dirección del viento. 2. Antecedentes generales. El estudio de vientos se realiza en base a la cantidad de tiempo que el viento se mantenga en el mismo rumbo, a partir de experiencias profesionales se calcula el siguiente estudio con 10 años de observaciones de la estación SLSU – SUCRE con las siguientes características: Latidud de observación= -19.02 Longitud de observación= -65.27 Latidud de simulación= -19.0250 Longitud de simulación= -65.2750 Fecha de inicio= 1998/08/16 Fecha final= 2008/02/26 Se presentaron tres variables meteorológicas, entre ellas tres relacionadas con el viento: la frecuencia, la dirección del viento y la rapidez del viento. Para ello se refirió al concepto de permanencia como: la frecuencia que una variable meteorológica se mantiene dentro de un determinado rango de valores.
3. Objetivo del presente proyecto. El presente estudio tiene por objeto determinar la frecuencia de magnitudes y direcciones, además de la frecuencia de permanencia
de los vientos
predominantes en la localidad de Alcantari del departamento de Sucre-Bolivia, lugar donde se se pretende emplazar el proyecto aeroportuario del dicho departamento. 4. Localización.
Departamento de Chuquisaca, se encuentra al Sud Este de Bolivia, al Sur de Cochabamba y al Este de Potosí, a 18º19’ Latitud Sur y 59º45’ Longitud Oeste.
Tiene una elevación de 3115 m.s.n.m Con un clima templado, con precipitaciones pluviales escasas y temperaturas muy altas en verano. La topografía es montañosa, por ser parte de la cordillera oriental. El proyecto contendrá una pista de 3600 m, y aproximadamente 1400 m 2
El proyecto se encuentra a uno 30 km de la ciudad de Sucre.
5. Consideraciones preliminares. Consiste en determinar la dirección en la que el viento sopla con mayor frecuencia en el año; de donde se asigna el número a la pista y se calcula el coeficiente de utilización. Para esto es necesario hacer un análisis de vientos. Es decir, la orientación de pistas se realiza en base a los vientos dominantes, en base a la dirección, magnitud y tiempo de duración del viento. Los vientos cruzados son con dirección normal al eje de la pista y su magnitud máxima varía según el tipo de avión.
La evaluación de vientos predominantes se realizo según la siguiente fuente secundaria.
Atlas Eólico de Bolivia (un proyecto para la corporación financiera internacional IFC) 5 de junio del 2009
5.1. Vientos máximos. Para determinar los vientos máximos en el área de interés, se utilizó una estadística de largo plazo (10 años) con datos facilitados en el Atlas Eólico de Bolivia, dicha estadística abarca datos diarios de los periodos de 1998 – 2008, apartir de esta información de vientos se calculó el evento más importante en la época (otoño-invierno) y (primavera-verano) provenientes de las direcciones de
interés, que corresponden a las situaciones que efectivamente pueden afectar al punto de interés. 5.2. Calculo dirección y magnitud predominantes. Los vientos se ordenan en forma individual, por mes, por estación, por vector y magnitudes en gráficos y tablas, para de esa forma determinar las magnitudes y vectores predominantes en el sitio de estudio. Para realizar el trabajo se utilizaron datos de la dirección del viento se clasifico la muestra por rangos según una rosa de vientos de 8 rumbos, es decir la unidad de permanencia es 45º. Las recomendaciones de la FFAA dice que las pistas deben de tener una orientación a forma que al menos el 95% del tiempo tenga una componente normal del viento de 15mi/hrs. La OACI especifica que las pistas cubran al menos el 95 % del viento dominante. Viento cruzado máximo de 20 nudos para aviones tipo A y B. Viento cruzado máximo de 13 nudos para tipo C. Viento cruzado máximo de 10 nudos para tipo D y E. 5.3. MÉTODO DE LA ROSA DE VIENTOS Es el método más confiable para la orientación de pistas por vientos dominantes. Clasifica a los vientos en cuatro rangos de velocidad: Vientos de 3 a 15 millas/hora. 15 a 30 30 a 45 Vientos en calma para velocidades de o a 3 millas/hora
6. Resultados. - De los resultados presentados en el Atlas Eólico de Bolivia anotamos en tablas las direcciones y velocidades. - clasificamos de acuerdo a su velocidad: VELOCIDAD km/hrs
DOMINACIÓN
VELOCIDAD-NUDO mph
0 - 4.8
Calmas
0 – 2.6
4.9 – 24
Rango I
2.7 - 13
24.1 – 48.3
Rango II
13 - 26
48.3 - adelante
Rango III
26 - adelante
-
Sacamos un total de lo anterior y se alcen sumas correspondientes.
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El total de las lecturas de cada dirección y velocidad de vientos.
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Obtendremos el cálculo de un factor de porciento unitario sacando el reciproco del total de las lecturas y multiplicado por 100.
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Con estos resultados se está en la posibilidad de dibujar las gráficas de la rosa de vientos, tanto directos como cruzados.
N.L= número de lecturas en que el viento sopla en cada rango y en cada dirección. N.T.L= número total de lecturas registradas. %= por ciento en que el viento sopla en cada rango y en cada dirección. Sumatoria: F.C.= factor de conversión. Rango de vientos: Calmas= C = 0 a 2.6 nudos o MPH= 0 a KPH Rango I= 2.7 a 13 nudos o MPH= 4.9 a 24 KPH Rango II= 13.1 a 26 nudos o MPH= 24.1 a 48.3 KPH Rango III= más de 26 nudos o MPH= 48.3 KPH ROSA DE VIENTOS DIRECTOS
7. Análisis para la orientación de la pista según los resultados. En esta entrada se realizará una visión general sobre la importancia de la correcta orientación de la pistas a la hora de diseñar un aeropuerto. Se comenzará introduciendo los factores que condicionan que una orientación sea más apropiada que otra, para pasar a desarrollar el tema relacionado con los vientos, los principales causantes de la elección de una determinada orientación. Por último se introducirán algunos métodos para trabajar con las distribuciones de los vientos y presentar los datos para analizarlos y poder tomar consideraciones. Los principales condicionantes o factores que intervienen en la determinación de la orientación son los siguientes:
Condiciones meteorológicas, como el viento o la visibilidad. La pista
principal debe estar orientada en la dirección del viento predominante, intentando evitar siempre el viento cruzado (ver figura inferior).Un avión necesita, según sus características de peso, aerodinámica y el empuje de sus motores, una velocidad determinada del aire a través de las superficies de sustentación para remontar el vuelo. Esto implica que la velocidad del avión con respecto al terreno es distinta en función de si el viento sopla en una u otra dirección.Cuando despegamos o aterrizamos con el viento en contra, la componente en contra que nos ofrece el viento se suma a la del aire respecto a las superficies del avión, de manera que para una misma velocidad de despegue o aterrizaje, la velocidad con respecto al terreno será menor (una cantidad igual a la de la componente en contra del viento), con lo que se necesitará menor longitud de pista para despegar o aterrizar. Este efecto sería el contrario si despegamos o aterrizamos con el viento a favor o en cola, aumentando la distancia necesaria para aterrizar/despegar. Por ello en los aeropuertos la pista en uso cambia en función de la velocidad del viento dominante, usándose una u otra pista o dirección hasta que el viento supera
una
determinada
componente
a
favor
del
sentido
de
despegue/aterrizaje, momento en el que se cambia la pista activa a la más favorable.
La otra componente del viento, la componente transversal, dificulta la maniobra de aterrizaje al sacar al avión de su alineación con el eje de la pista, por lo que debe evitarse.
Además todas las pistas deberían orientarse de modo que las zonas de aproximación y de despegue se encuentren libres de obstáculos y, preferentemente, de manera que las aeronaves no sobrevuelen directamente sobre zonas pobladas para evitar:
