Evaluación del viento sobre el monumento histórico del Obelisco de la Pampa de Quinua, Ayacucho 2024
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Date
2026
Authors
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Publisher
Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga
Abstract
La presente investigación evalúa el comportamiento aerodinámico y estructural del Monumento Histórico Obelisco de la Pampa de Quinua, con el objetivo principal de determinar las causas mecánicas del desprendimiento progresivo de sus revestimientos pétreos frente a cargas eólicas extremas. Se empleó un enfoque cuantitativo de diseño no experimental transversal, apoyado en simulación computacional multifísica de interacción fluidoestructura (One-Way FSI). El análisis de la dinámica de fluidos (CFD) se desarrolló en el software ANSYS Fluent, aplicando el modelo de turbulencia k-ωSST para simular velocidades de viento de 60, 120 y 180 km/h. Posteriormente, el campo de presiones obtenido fue exportado al módulo Static Structural (MEF) para cuantificar los esfuerzos en el núcleo de concreto. Los resultados numéricos fueron contrastados con el cálculo analítico estático de la Norma Técnica Peruana E.020. Mientras la normativa asume exclusivamente un empuje frontal, la simulación reveló que la geometría escalonada induce una fuerte separación del flujo, generando fuerzas críticas de tracción (succión aerodinámica) en las aristas y caras de sotavento. A nivel estructural, bajo el escenario extremo de 180 km/h, se registró un esfuerzo equivalente de Von Mises máximo en la base de 7,028.5 Pa (0.007 MPa) y una deformación máxima de 1.3074 x 10ˉ⁶ m. Se concluye que los esfuerzos eólicos representan menos del 0.1% de la capacidad elástica del material (f'c= 210 kg/cm²), garantizando la estabilidad global del monumento. El daño en el revestimiento se justifica físicamente por fatiga mecánica debida a la succión aerodinámica local, un fenómeno subestimado por los métodos de diseño tradicionales. Estos resultados fueron validados mediante la comparación de las líneas de corriente obtenidas experimentalmente, evidenciando una concordancia adecuada entre la simulación numérica y el comportamiento real del flujo. En conclusión, el empleo de ANSYS permitió realizar un análisis multifísico integral, combinando la dinámica de fluidos computacional con el análisis estructural, demostrando su eficacia para evaluar el desempeño estructural frente a la acción del viento.
Description
Keywords
Aerodinámica estructural, ANSYS Fluent, Método de Elementos Finitos, Succión eólica, Conservación patrimonial, Obelisco, Pampa de Quinua
