Asegurar un emplazamiento comercial – Estudio CFD del riesgo eólico
Asegurar un emplazamiento comercial - Estudio CFD del riesgo eólico
Año
2025
Cliente
Leroy Merlin
Ubicación
Francia
Tipología
Aire y viento
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La misión de EOLIOS ingénierie: pericia en simulación CFD y control del viento en sitios logísticos y comerciales
Los ingenieros de EOLIOS son expertos en el análisis de los flujos de aire en emplazamientos exteriores expuestos al viento.
La experiencia deEOLIOS en simulación CFD(Dinámica de Fluidos Computacional) y análisis de fenómenos de flujo de aire externo nos permite ayudar a los operadores a comprender y controlar los efectos del viento en sus instalaciones. En las zonas de almacenamiento, carga, circulación o trabajo al aire libre, nuestra experiencia nos permite identificar las zonas sensibles, comprender los mecanismos deaceleración, canalización oengullimiento, y proponer soluciones concretas para mejorar el confort, la seguridad y la continuidad del funcionamiento.
EOLIOS es líder en simulación CFD aplicada a entornos exteriores. Nuestros estudios se basan en auditorías sobre el terreno, estudios en condiciones reales, modelizaciones 3D precisas y simulaciones, lo que nos permite diseñar soluciones específicas adaptadas a las limitaciones reales de cada emplazamiento.
Cuando el viento se convierte en algo más que una molestia
Un enfoque metodológico para comprender los efectos del viento
Los tres estudios realizados se refieren a tiendas de Leroy Merlin en el suroeste y el sur de Francia, en emplazamientos donde el viento es una verdadera limitación de funcionamiento. Aunque las configuraciones son diferentes, los tres casos tienen algo en común: el viento no actúa uniformemente en todo el emplazamiento, sino que se concentra en determinadas zonas sensibles, donde perturba el uso, las operaciones y las condiciones de trabajo.
No setrata sólo de constatar que el viento está presente, sino de comprender cómo interactúa con un edificio, sus accesos, sus volúmenes de almacenamiento, sus espacios abiertos y su entorno inmediato. Este enfoque común permite desarrollar una comprensión interdisciplinar, sin dejar de tener en cuenta las características específicas de cada lugar. Para lograrlo, el estudio se basa en un enfoque estructurado, realizado en las siguientes etapas:
- Auditoría in situ, para observar los fenómenos en condiciones reales, comprender las limitaciones de funcionamiento e identificar soluciones viables.
- Un estudio meteorológico del emplazamiento, que incluya un registro de las direcciones predominantes del viento, las velocidades medias del viento y las velocidades máximas del viento registradas en las estaciones meteorológicas más cercanas.
- Definición de un viento Eurocódigo a la entrada del dominio, basado en un modelo de velocidad que varía en función de la velocidad base medida en una estación meteorológica, laaltitud, la rugosidad aparente del terreno y laorografía.
- Realización de un estudio CFD para determinar las velocidades del aire, las presiones y los fenómenos aeráulicos significativos.
- Formulación de recomendaciones técnicas concretas destinadas a limitar el impacto del viento, con apoyo para el diseño de las soluciones seleccionadas, complementadas si es necesario con simulaciones CFD adicionales para evaluar su eficacia.
Comparación entre el diseño inicial y el diseño optimizado
Evaluar los retos para la empresa
Según la configuración de los lugares, estos fenómenos pueden adoptar diversas formas: aceleración en una abertura, exposición recurrente de zonas exteriores, barrido de patios de servicio o circulación de aire entre varios espacios. Así pues, elreto no consiste sólo en describir una molestia, sino en comprender cómo afecta realmente el viento al funcionamiento del lugar y a su capacidad de evolucionar a largo plazo. Esta automatización incluye la gestión de servidores, el control del consumo de energía y el mantenimiento preventivo.
Condiciones de trabajo y confort del aire
El confort del viento es una cuestión central del estudio. En cuanto la velocidad del viento es lo suficientemente alta como para interferir en los movimientos, perturbar determinadas operaciones o desestabilizar a las personas, el viento se convierte en una limitación operativa por derecho propio. Como ilustra la tabla siguiente, ciertos usos pueden verse perturbados a partir de 4,5 m/s, mientras que la estabilidad de la marcha puede verse afectada por encima de 8 m/s. Estos puntos de referencia proporcionan un vínculo sencillo entrela intensidad del viento y sus efectos prácticos sobre los usuarios, las zonas de trabajo y las infraestructuras.
Zonas de almacenamiento especialmente expuestas
Durante las auditorías, se comprobó que las zonas de almacenamiento eran especialmente sensibles a los efectos del viento. Ya se trate de patios de material, zonas traseras, nuevos almacenes exteriores o sectores situados cerca de accesos logísticos, estas zonas suelen combinar varios factores desfavorables: exposición a los vientos dominantes, entorno ascendente sin obstáculos, efectos de canalización entre volúmenes construidos y circulación de aire acentuada por laapertura de puertas.
Estas configuraciones pueden generar elevadas velocidades del aire, penalizando las operaciones de manipulación y carga, al tiempo que aumentan el riesgo de que los objetos almacenados se muevan, caigan o se rompan. Por tanto, elreto consiste en controlar mejor la exposición al viento en estos sectores para que su uso sea más seguro y paraapoyar los cambios previstos en la logística.
Definir un viento de referencia con el Eurocódigo
Antes de analizar en detalle los efectos del viento en un emplazamiento, es necesario definir un marco de referencia común. Éste es el papel delEurocódigo 1 – Acciones del viento, que proporciona una base normativa para caracterizar el viento que debe tenerse en cuenta en elestudio.
Una velocidad base derivada de la zonificación reglamentaria
La velocidad del viento base Vb,0 corresponde a un suceso de viento extremo pero poco frecuente, asociado a un periodo medio de retorno de unos 50 años. Se define como la velocidad medida durante 10 minutos a una altura de 10 metros sobre el suelo, en una zona de campo abierto. Este valor depende directamente de la situación geográfica del proyecto y se determina en función de la zonificación prevista en elEurocódigo.
Una velocidad de referencia adaptada al contexto del proyecto
La velocidad de base puede ajustarse entonces para representar mejor el contexto real del proyecto. Se utilizan dos coeficientes de corrección para definir la velocidad de referencia Vb.
- El coeficiente de dirección Cdir tiene en cuenta que los vientos más fuertes no soplan necesariamente en la dirección más desfavorable para el lugar. Por tanto, puede utilizarse paraadaptar la velocidad de referencia cuando ciertas direcciones críticas sean poco probables.
- El coeficiente estacional Cseason refleja el hecho de que los vientos extremos no se producen con la misma intensidad o frecuencia durante todo elaño. Para las estructuras permanentes, este coeficiente suele considerarse igual a 1. Para las instalaciones temporales, sin embargo, puede reducirse.
La velocidad base del Eurocódigo Vb se calcula entonces mediante la fórmula siguiente:
Teniendo en cuenta la influencia de la topografía
La topografía puede modificar localmente la velocidad del viento. Las colinas, crestas o escarpes pueden acentuar los flujos y generar aceleraciones locales. ElEurocódigo incorpora este efecto mediante el coeficiente orográfico Co(z).
Cuando la pendiente media del terreno respecto al viento es inferior a 3º, pueden despreciarse los efectos de la orografía. En este caso, el coeficiente se fija en 1.
La rugosidad del suelo, un parámetro esencial
El viento no se desarrolla de la misma manera sobre un terreno abierto, una zona con vegetación o un entorno urbano. Para tener en cuenta este efecto, elEurocódigo introduce el coeficiente de rugosidad Cr(z), que describe la variación de la velocidad del viento con laaltitud.
Se obtiene en función de Z0, Zmin, Zmax y Kr (obtenidos según la categoría del terreno) mediante la siguiente fórmula:
Siendo Z0 la longitud de rugosidad de la categoría de terreno considerada, Zmin el límite inferior de validez delaspecto logarítmico del coeficiente de rugosidad, Zmax la altura máxima de la zona de estudio y Kr el factor de terreno.
La rugosidad del suelo, un parámetro esencial
Utilizando la velocidad de referencia, la rugosidad y laorografía, es posible calcular la velocidad media del viento en función de laaltitud.
Esta relación permite obtener un perfil de velocidad logarítmico, mucho más realista que una velocidad uniforme aplicada a toda la altura del dominio. Este perfil es un paso esencial en la preparación de las simulaciones, ya que describe la forma en que se estructura el viento antes deinteractuar con los edificios y su entorno.
Este planteamiento inicial permite caracterizar el comportamiento medio del viento, pero no basta por sí solo para dar cuenta de sus variaciones más intensas. Por tanto, además del viento medio, a menudo es necesario tener en cuenta las ráfagas, que incorporan laintensidad turbulenta y la variabilidad temporal del viento. Estas ráfagas representan un nivel de tensión más grave, que resulta útil para completar elanálisis del flujo.
El perfil de velocidad de ráfaga puede determinarse a partir de la siguiente relación:
Donde Z representa la altura, Z0 la altura de rugosidad para la categoría de terreno en cuestión, y Kl el coeficiente de turbulencia para la categoría de terreno en cuestión.
Laventaja de este enfoque es que no inyecta una velocidad arbitraria en el modelo, sino un viento construido a partir de un marco de referencia reconocido y luego ajustado al contexto real del lugar. ElEurocódigo proporciona así la estructura de partida: la simulación CFD toma entonces el relevo para mostrar cómo este viento se deforma,acelera, canaliza o concentra en contacto con la geometría del proyecto.
Modelización y simulación del emplazamiento
La modelización utilizada para analizar el comportamiento del viento en los emplazamientos. Se basa en primer lugar en la construcción de un modelo 3D representativo del proyecto y su entorno inmediato, y después en una simulación aerólica para estudiar la forma en que los flujos de aire interactúan con los edificios, las aberturas y los espacios exteriores. Este enfoque constituye una base esencial para comprender los fenómenos observados y orientar las elecciones de diseño.
Un modelo basado en el proyecto y en observaciones sobre el terreno
La modelización no se basa en una única fuente de información. Se basa en una serie de elementos complementarios: los documentos disponibles sobre el proyecto, los planos presentados, las observaciones realizadas sobre el terreno, los levantamientos fotográficos y las vistas aéreas e hitos geográficos disponibles sobre el terreno y sus alrededores.
Este enfoque transversal es importante porque acerca el modelo digital a la situación real. Las observaciones sobre el terreno desempeñan aquí un papel especial: nos permiten comprobar determinados volúmenes, confirmar la posición de las aberturas, comprender cómo se organizan los usos eidentificar los elementos que realmente influyen en los movimientos del aire.
Integrar el emplazamiento en su entorno inmediato
El viento no depende únicamente del volumen estudiado, sino también de suentorno. Por eso el modelo incluye también la zona que rodea el lugar, con un perímetro lo suficientemente amplio como para tener en cuenta los efectos de enmascaramiento, canalización o desviación relacionados con elentorno vecino. Esta visión más amplia es esencial para comprender los fenómenos observados localmente.
Estudiar el comportamiento del viento mediante simulación CFD
La CFD, o Dinámica de Fluidos Computacional, se utiliza para simular los flujos de aire alrededor del lugar y reproducir los principales fenómenos aeráulicos. Para los fines de este estudio, proporciona una comprensión detallada de cómo interactúa el viento con los edificios, las aberturas, los obstáculos cercanos y los espacios exteriores.
A partir de un modelo 3D del lugar, el cálculo se realiza sobre una malla compuesta por un gran número de celdas, con un refinamiento particular en las zonas más sensibles para representar mejor las variaciones locales del flujo.
La simulación se basa en la resolución numérica de las leyes físicas que rigen el movimiento del aire, complementada con un modelo de turbulencia adaptado a las geometrías complejas que se encuentran en este tipo de proyectos. Este enfoque permite identificar las zonas de aceleración, canalización o recirculación del viento, por lo que constituye una valiosa herramienta para comprender los fenómenos observados sobre el terreno y comparar diferentes hipótesis de desarrollo. Por último, se verifica la calidad de los resultados comprobando la convergencia del cálculo, con el fin de garantizar una base de análisis fiable y utilizable para el proyecto.
Modelización y simulación del emplazamiento
Los resultados muestran cómo se estructura el viento en cada lugar y por qué determinadas configuraciones son especialmente perjudiciales para las operaciones. Revela los sectores más sensibles y pone de relieve los mecanismos que conforman los flujos alrededor del edificio.
Esta etapa proporciona una base esencial para comparar los escenarios estudiados, orientar las opciones de desarrollo y ayudar a definir respuestas realmente adaptadas a las limitaciones del lugar, sus usos y sus condiciones de funcionamiento.
Análisis de los fenómenos actuales
Al leer las simulaciones, se puede hacer la misma observación sobre las tres tiendas: los problemas no están causados únicamente por laexposición del lugar, sino también por la forma en que el edificio, las aberturas, los ángulos, la circulación y el relieve circundante organizan la escorrentía.
Las simulaciones revelan los efectos de la canalización, laaceleración local,el engullimiento y la derivación, que concentran las tensiones en unos pocos sectores clave de la operación. Las zonas de carga y almacenamiento parecen ser las más vulnerables, ya que combinan flujo pasante, salidas en esquinas y pasos estrechos.
En varios casos, también se pusieron de manifiesto corrientes de aire internas o semi-internas, directamente relacionadas con laorganización del acceso y laapertura de determinadas puertas. Esta lectura permite ir más allá de la simple constatación de molestias eidentificar con precisión los mecanismos implicados. Sobre todo, demuestra que una respuesta eficaz no consiste en tratar uniformemente todo el lugar, sino en intervenir allí donde la geometría amplifica los fenómenos y debilitael uso cotidiano.
Este principio se ve muy claramente en Perpiñán, donde la zona de carga mostró una aceleración local especialmente acusada. Al desplazarse por el lado norte del edificio, elflujo se estrechó y volvió a estallar en esta zona, generando un efecto súbito de explosión que pudo desestabilizar a los clientes y causar daños materiales. Este caso es un buen ejemplo de cómo la configuración de un edificio puede transformar una exposición general en una molestia muy real.
Comparar la simulación con la realidad
Antes de formular recomendaciones, EOLIOS comparó la simulación con la realidad sobre el terreno mediante mediciones in situ realizadas por nuestros equipos, equipados conanemómetros. Esta fase de medición permitió comprobar que las zonas más expuestas identificadas por el CFD correspondían efectivamente a los sectores en los que los efectos se dejarían sentir realmente durantela explotación. La modelización de la configuración inicial no sólo ilustró los flujos: también confirmó las observaciones realizadas in situ, encontrando los mismos puntos de concentración,aceleración y molestia alrededor de los edificios. Esta coherencia entre las mediciones y la simulación confiere todo su valor alestudio, haciendo del CFD una auténtica herramienta de decisión para diseñar soluciones específicas y creíbles.
El impacto de los cortavientos
Tras analizar la configuración inicial, se estudió un segundo diseño que incorporaba paravientos en los lugares más expuestos, con el fin de evaluar su capacidad para corregir los fenómenos observados in situ. Modelizada utilizando el mismo enfoque CFD que el estado existente, esta nueva configuración permite comparar directamente la comportamiento de la escorrentía antes y después del desarrollo, y medir lacontribución concreta de estos sistemas en las zonas más sensibles.
Colocación de paravientos
Los cortavientos son dispositivos diseñados para ralentizar y homogeneizar los flujos de aire en zonas expuestas. Su función no es bloquear completamente el viento, sino filtrarlo para limitar las aceleraciones locales, reducir las turbulencias y crear espacios de uso más estables. En función de las limitaciones del lugar, pueden adoptar la forma de estructuras técnicas de porosidad controlada o de soluciones vegetales como los setos, más integradas en el paisaje. Bien colocados, son un medio eficaz de mejorar el confort y hacer más seguras las zonas más sensibles.
Elestudio de las tres tiendas demuestra que no hay una respuesta estándar. Cada emplazamiento tiene su propia configuración específica, con limitaciones en cuanto a disposición, flujo de tráfico,aberturas y topografía que exigen un sistema específico en cuanto a altura, longitud y colocación. Algunos entornos ya disponen depantallas naturales parciales, como merlones, terraplenes o zonas con vegetación, que influyen en las trayectorias del aire pero no bastan para protegertodos los sectores afectados. Por tanto, la elección de una pantalla cortavientos debe considerarse caso por caso, teniendo en cuenta tanto elentorno existente como los usos que deben protegerse.
Comparación con el diseño inicial
Las simulaciones muestran claramente losbeneficios de los cortavientos cuando se colocan en las zonas más expuestas. En elestado inicial, la escorrentía se concentraba en los puntos de acceso, las esquinas de los edificios, los pasillos abiertos y las zonas de almacenamiento, con efectos directos sobre la comodidad y la seguridad de los usuarios. Una vez incorporados estos elementos, los flujos se desvían, se elevan o se disipan aguas arriba, lo que reduce enormemente las aceleraciones locales y hace que las zonas afectadas sean mucho más estables. Esta comparación pone de manifiesto una mejora concreta del funcionamiento de los espacios exteriores y semiabiertos, con desarrollos específicos capaces de transformar su calidad a largo plazo.
Comparación entre el diseño inicial y el diseño con parabrisas adaptado
EOLIOS: tu socio estratégico para soluciones CFD a medida para problemas de viento en entornos comerciales
La experiencia de EOLIOS en simulación CFD aplicada a entornos exteriores va mucho más allá del simple diagnóstico. Nuestro saber hacer consiste en transformar fenómenos complejos en palancas concretas de actuación, en aras del confort, la seguridad y el rendimiento operativo. Cada estudio se concibe como una respuesta a medida, adaptada a la configuración del lugar, sus usos y sus limitaciones reales. La capacidad deEOLIOS de combinar análisis técnicos detallados, análisis sobre el terreno y recomendaciones operativas lo convierte en un socio de confianza para asegurar las zonas expuestas al viento y apoyar proyectos más sólidos, más cómodos y más sostenibles.
Nuestros equipos están a tu disposición para estudiar tus problemas de flujo de aire exterior, identificar las zonas sensibles y definir soluciones adaptadas a tu emplazamiento.
Vídeo resumen del estudio
Resumen del estudio
El estudio realizado por EOLIOS ingénierie se centra en laoptimización térmica de los centros de datos a hiperescala, mediante simulaciones CFD (Dinámica de Fluidos Computacional). Este enfoque permite mejorar la circulación del aire y laeficacia de los sistemas de refrigeración, reduciendo así el consumo de energía y lahuella de carbono. Los centros de datos a hiperescala, utilizados por gigantes tecnológicos como Amazon y Google, requieren soluciones modulares, automatizadas y sostenibles. EOLIOS ha identificado problemas como el sobrecalentamiento y la formación de bucles, y ha propuesto soluciones como la instalación de capós para mitigar estos fenómenos. La integración de gemelos digitales para simulaciones precisas ha permitido prever mejoras significativas. Trabajando en estrecha colaboración con los clientes, EOLIOS ha optimizado la configuración de los sistemas de refrigeración, aumentando su eficacia y reduciendo al mismo tiempo los costes energéticos. Este estudio demuestra el impacto crucial de las simulaciones CFD en el rendimiento y la sostenibilidad de los centros de datos modernos.
Vídeo resumen de la misión
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