Caracterización de los efectos de la velocidad del aire en la turbulencia atmosférica por medio de la propagación de un haz laser a través de una trayectoria horizontal a bajas alturas

Abstract

Con el trabajo de grado realizado se conoció el comportamiento de un haz láser propagado en una trayectoria horizontal a bajas alturas, atravesando un medio turbulento causado por flujos de aire a distintas velocidades. Este medio turbulento se generó por medio de un ventilador centrífugo cuya distribución fue caracterizada a lo alto, ancho y largo del sistema turbulador, el cual fue controlado para garantizar que la velocidad del aire se mantuviese constante en los intervalos de tiempo y pruebas que se realizaron. Para generar la turbulencia se implementó un montaje de laboratorio que consta de un turbulador, en el cual es posible hacer atravesar un haz láser, obteniendo dos imágenes no perturbadas y una imagen afectada por el medio turbulento. Esto, con la ayuda de tres cámaras CMOS y un sensor de flujo de aire HONEYWELL ZEPHYR HAFUHT0050L4AXT que estuvieron sincronizados para garantizar los resultados. La sincronización se realizó con la ayuda de la herramienta de software matemático de Matlab® y temporizadores programados mediante microcontrolador. Para adquirir los datos de flujo de aire del sensor, se utilizó la plataforma de hardware de código abierto Arduino, la cual está basada en una sencilla placa con entradas y salidas, analógicas y digitales, dónde se hizo uso de un módulo de comunicación I2C con el que fue posible obtener los valores de flujo de aire que detectaba el sensor en un intervalo de tiempo. La toma de datos de las cámaras y sensores sincronizados se realizó a diferentes horas del día, en el cual en algunas pruebas se varió la velocidad del aire durante la adquisición de datos y en otras se dejaron valores constantes por largos lapsos de tiempo, de esta forma se garantizó la estabilidad de flujo dentro del Turbulador y así poder aplicar las operaciones matemáticas necesarias para analizar los resultados y obtener las respectivas conclusiones.