The project EXPERIMENTAL AND NUMERICAL MODELING of SURF ZONE RELATED HYDRODYNAMICS has concentrated on improving the understanding of the hydrodynamic processes that occur in the surf and swash zone of beaches. A unique feature of the surf zone is that it co-exists with dynamics very different time scales ranging from the scale of turbulence to the wave ranges. These dynamics have their own mechanisms for generation, transformation and dissipation and interact to result in major energy transfers. The methodology used was based on the integration of a laboratory experimental work including high resolution measurements at different scales and using a numerical models based on equations by RANS which has integrated all scales simultaneously, and without the need for own settings or simplifications of existing models. Moreover, to help improve our understanding of the processes and our modeling capability, the project has explored the feasibility of applying the model to analyze natural beaches and simplifications and parameterizations commonly used in models currently used for natural beaches remarkable success.

Also, from the progress made in the project, it was possible for the first time a complete case analysis of the hydrodynamics of the surf zone in which effects are modeled turbulent break, the broken wave evolution, transforming waves and generating infragravity return currents, using a model which meets a three-dimensional flow and absence of simplifications for the definition of the break. Project development and scientific breakthroughs have opened a new line of work for the study of the hydrodynamics of the surf zone from non-simplified models of Navier-Stokes, both two-dimensional and three-dimensional. It has also developed a model based on extended Boussinesq equations with improved parameterization for simulating processes in the surf zone and swash, in order to make their integration in Coastal Modelling System (SMC). Sistema de Modelado Costero (SMC).

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Modelado de la Evolución Morfodinámica de Playas en Medio Plazo

MORFO (2008-2011) es un proyecto financiado por el Ministerio de educación y Ciencia, cuyo objetivo es mejorar el conocimiento y capacidad de modelado de la evolución morfodinámica de las playas en medio plazo, esto es, en escalas de semanas-meses. Se pretende mejorar el conocimiento en los procesos relacionados con la recuperación estacional del perfil de playa, la variabilidad estacional de la forma en planta de la playa, la evolución de los estados morfodinámicos, y el desarrollo de modelos de evolución planta-perfil de playa validados para representar los cambios acontecidos en las mismas en escalas de semanas-meses.

Este proyecto es una continuación del proyecto dado que se utilizan las imágenes y algoritmos de detección de la línea de costa de varias playas de dicho proyecto. Finalmente, los resultados de este proyecto están siendo incorporados en una herramienta práctica como el

Modelling the mid-term evolution of beach morphodynamics

MORPHO (2008-2011) is funded by the Spanish Ministry of Education and Science, which aims to improve the knowledge and modeling capability of the
medium term morphodynamic evolution of the beaches, that is, in scales of weeks-months. It aims to improve knowledge on the processes related to the seasonal recovery of the beach profile, the seasonal variability of the  beach plant-form, the evolution of morphodynamic states, and the development of beach plant-evolution models validated to represent the changes occurring in the same scales of weeks to months.

This project is a continuation of 
COASTVIEW, as it utilizes the images and coastline detection algorithms of several of the beaches included within the Coastview project. Finally, the results of this project are being incorporated into a practical tool as the SMC.

Diapositiva morfo

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Horus001

HORUS is a video-monitoring system created to contribute to the research and management of the environment. It is able to continuously measure changes in various natural areas, and offers large spatio-temporal resolution. IH Cantabria has installed the system in different parts of rivers, estuaries and coasts to study their evolution.

The video-monitoring is the product of IH Cantabria's experience in understanding the processes involved in the water cycle. Horus is a non-intrusive measurement method created to work "with" nature and not "against" it.

The  images generated are also useful for those people who use these elemets, as it allows the viewer to see the hydraulic and climatic conditions at that specific spot.

The Horus website provides images of the stations in near real time, general information and how these imagegs are used to research and manage the environment

www.horusvideo.com

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Instrumentación

IH Cantabria dispone de una amplia gama de sistemas y equipos de medida e instrumentación para caracterización física, tanto en ensayos de laboratorio, como campañas de medida en campo. El departamento de instrumentación cuenta con los medios y capacidades para la adaptación y configuración de dispositivos comerciales a los requisitos de las medidas, a la vez que con las herramientas y experiencia para el diseño de equipos a medida para las especificaciones de los ensayos.

Sistemas de Instrumentación

IH Cantabria dispone para la realización de sus trabajos, de los siguientes sistemas:

Adquisición de Datos

El laboratorio del IH Cantabria dispone de 3 sistemas PXI express, con capacidad de medida de hasta 192 canales analógicos, 288 señales E/S digitales, 24 puertos serie RS232, 24 puertos RS422/485, 9 IEEE 1394 (Firewire), GPIB, Gigabit Ethernet, 3 controladores Intel i7 con 4 GB de RAM y 500 GB de almacenamiento de datos.

Medida

Superficie Libre:

·         Capacitivos: 30 sensores de 1,1 metros de longitud, y 12 de 1,5 metros, basados en medida capacitiva, desarrollados a medida por Akamina Technologies, y con capacidad de medida dinámica hasta 100 Hz, para poder caracterizar fenómenos de gran velocidad.

·         Resistivos: 32 sensores, con longitudes entre 30 cm a 1 metro.

Presión:

·         Conjunto de 20 sensores de presión hidrostática.

Fuerza

·         Más de 50 células de carga axiales (tensión/compresión) con diferentes tamaños y capacidades (22, 50, 220, 440, 500 y 5000 N), sumergibles y de superficie.

·         2 Plataformas triaxiales sumergibles (hasta 10 metros) para medida de fuerzas y momentos en X, Y, Z (máximo 10000 N).

Velocidad:

·         8 velocímetros acústicos  por Doppler (ADV), incluyendo su electrónica (acondicionador, control y comunicaciones), cable de comunicaciones y alimentación de 20 metros, tasa de muestreo de hasta 200 Hz, y función ecosonda incorporada.

·         1 velocímetro acústico  por Doppler (ADV), incluyendo su electrónica (acondicionador, control y comunicaciones), cable de comunicaciones y alimentación, portable, para el desarrollo de campañas de medidas en campo, capaz de medir corrientes 2D o 3D, con registrador de datos portátil.

·         1 Acoustic Dopler Current Profiler (ADCP) de avanzadas prestaciones para su uso en mar y océano.

·         1 Acoustic Dopler Current Profiler (ADCP), montado sobre una estructura flotante, para su uso en ríos y estuarios, de poco calado

Perfilador subacuático:

·         1 perfilador subacuático / ecosonda de laboratorio, para medida de distancias generación de curvados y determinación de depósitos en canales y tanques de experimentación.

Topografía

·         2 estaciones totales de topografía, 1 receptor GPS (DGPS), con soporte RTK, y un nivel laser rotatorio

Termografía

·         1 cámara infrarroja, de altas prestaciones, capaz de tomar imágenes térmicas de alta sensibilidad, para medidas de temperatura sin contacto y en aplicaciones de imagen hiperespectral.

Video e Imagen

·         8 cámaras de video altas prestaciones, para instrumentación óptica y posterior procesado de video de los ensayos

·         2 cámaras de video HD portátiles con disco duro interno para grabación de ensayos

·         8 cámaras DSLR de 18 Mpixels

·         1 cámara fija submarina, con capacidad de Pan, Tilt and Zoon (PTZ), zoom óptico de al menos 10 x, y salida analógica o digital de video

·         2 cámaras fotográficas submarinas

·         1 cámara portátil de video submarino

·         8 focos de bajo consumo (LED) submarinos para la iluminación de las instalaciones

·         Herramientas software de análisis y procesado tanto en tiempo real como en post-proceso de las imágenes obtenidas con los sistemas de instrumentación óptica, con el objetivo de realizar tracking y estudios dinámicos de los modelos a ensayar.

Qualisys – Sistema de seguimiento por infrarojos

Sistema de seguimiento de objetos por medio de objetivos/marcadores por infrarojos, compuesto por un conjunto de 5 cámaras de alta velocidad, y software de postprocesado

Láser Escáner

·         1 Escáner Láser de altas prestaciones para la generación de información y documentación en 3D, de construcciones, instalaciones y modelos

Anemómetros

·         2 anemómetros 3 D ultrasónicos

·         1 anemómetro de cazoletas

Alimentación y Acondicionamiento

Acondicionadores

20 circuitos de acondicionamiento de señal, con puente de wheatstone integrado, programable sy configurables en ancho de banda y señales de salida en 4-20 mA, +- 10 V, 0-10 V, 0-5 V.

Fuentes de Alimentación

6 fuentes de alimentación de laboratorio, para conexión de diversos equipos electrónicos y alimentación de sensores, programables con 3 salidas, 150 W de potencia, conexión RS232 y GPIB.

Monitorización y Control

Video

·         11 cámaras IP, 8 de ellas HDTV para los espacios del laboratorio del CCOB, y 3 domos PTZ para el control de los grupos hidráulicos y zonas de riesgo. Las cámaras permiten el seguimiento de los ensayos en remoto por parte de los clientes.

Audio

·         1 sistema compuesto de comunicaciones submarinas con 2 mascaras de submarinismo equipadas con comunicaciones inalámbricas, y una estación emisor/receptor de superficie

Soporte

·         3 portátiles rugged o semi-rugged para ensayos en campo

·         6 GPS de campo con aplicaciones de ofimática

Talleres

Taller de Carpintería

Equipado con múltiple herramienta e instalaciones habilitadas para la fabricación y ajuste de piezas en metal, madera, metacrilato, PVC, plástico... todo ello necesario para la realización de maquetas y modelos, elementos de fijación o micro-estructuras.

Taller de Granulometría

Equipado con diferentes tamizadoras, acompañadas de un conjunto de tamices, silos de almacenaje, y balanzas de pesaje.

Equipos a Medida

 IH Cantabria dispone de un equipo de diseño, capaz de adaptarse a las necesidades del cliente, permitiendo el desarrollo de sensores, equipos y sistemas, de acuerdo con las especificaciones impuestas por la campaña, ensayo o sistema de medida fijo.

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