Deltar

La Deltar ( Delta Getij Analogon Rekenmachine , en español : Calculadora analógica de mareas delta ) fue una computadora analógica utilizada en el diseño y la ejecución de las Obras Delta desde 1960 hasta 1984. Su origen se remonta a Johan van Veen , quien también construyó los prototipos iniciales entre 1944 y 1946, y su desarrollo fue continuado por JC Schönfeld y CM Verhagen después de la muerte de van Veen en 1959.

El Deltar se utilizó por primera vez en 1960 y fue el sucesor de una computadora analógica anterior, la más grande Electrisch model van waterlopen ( en español : Modelo eléctrico de cursos de agua). ^{[ 1 ]}

El Deltar fue diseñado y construido específicamente para realizar cálculos complejos necesarios para predecir los movimientos de las mareas y los efectos de intervenciones como la construcción de diques de compartimentación en la zona del delta de los Países Bajos . El diseño del Deltar se basó en la analogía hidráulica entre los fenómenos del agua y la electricidad . De forma análoga al nivel del agua, el flujo, la inercia y el almacenamiento de agua, el diseño del ordenador utilizó fenómenos eléctricos como el voltaje , la corriente , la autoinductancia y la capacitancia .

Los cálculos de mareas fueron un tema central de la investigación en ingeniería en los Países Bajos durante gran parte de principios del siglo XX. En 1916, Gerard Henri de Vries Broekman propuso un método práctico para el cálculo de los niveles de marea. ^{[ 2 ]} En 1926, Hendrik Lorentz desarrolló dos métodos para la predicción de los niveles de marea para las Obras del Zuiderzee . ^{[ 3 ]}

Las metodologías para resolver ecuaciones diferenciales del movimiento de las mareas fueron investigadas y mejoradas continuamente en los años posteriores, en particular por JP Mazure , ^{[ 4 ]} HJ Stroband, ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} Jo Johannis Dronkers , ^{[ 8 ]} H. Holsters, ^{[ 9 ]} y Johan Christoph (JC) Schönfeld. ^{[ 10 ]}

En la década de 1930, Johan van Veen trabajó en un modelo para comparar las corrientes de marea con las corrientes eléctricas. A pesar del escepticismo inicial sobre su fiabilidad, van Veen continuó desarrollando su «método eléctrico», que describió en un artículo de la revista holandesa De Ingenieur como un «método de ingeniería sencillo» con una «precisión relativamente alta». ^{[ 11 ] [ 12 ]}

Su método se oponía a los métodos más matemáticos para el cálculo de mareas, como los de Dronkers, que requerían un esfuerzo matemático complejo. Dronkers había publicado varios artículos sobre cálculos de mareas, culminando en su obra magna , *Cálculos de mareas en ríos y aguas costeras* , en 1964. Esta obra sigue siendo un referente en el campo de la teoría del cálculo de mareas y le valió a Dronkers la Medalla Conrad del Real Instituto de Ingenieros de los Países Bajos en 1965. ^{[ 13 ]}

El enfoque computacional de Dronkers, aunque riguroso, fue criticado por van Veen debido a su complejidad y exigencias computacionales, que, según él, podrían obstaculizar las aplicaciones prácticas oportunas. ^{[ 14 ]} En comparación, el Deltar ofrecía un método rápido y preciso para realizar cálculos de mareas. ^{[ 14 ]}

Tras la inundación del Mar del Norte de 1953 , se creó la Deltacommissie ( Comisión del Delta ), dirigida por AG Maris, Director General de Rijkswaterstaat . Esta comisión recibió el encargo del Ministro de Transportes y Gestión del Agua de desarrollar planes para prevenir desastres similares en el futuro. Si bien van Veen ya había concebido un Plan del Delta antes de la inundación, este suceso aceleró la decisión de impulsarlo, acortando la costa neerlandesa en aproximadamente 700 kilómetros. La magnitud y complejidad de las Obras del Delta implicaban que la reducción del tiempo de cálculo que ofrecía el Deltar, en comparación con los métodos de cálculo manuales, resultaría ventajosa. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

El Deltar era un sistema avanzado diseñado para simular mareas y analizar entornos fluviales mediante la conversión de datos de mareas, caudales fluviales y factores ambientales en señales eléctricas analógicas. Este enfoque permitió el modelado dinámico de parámetros variables en el tiempo, lo cual fue esencial para las simulaciones de dinámica de fluidos en entornos naturales. ^{[ 17 ]}

Dividido en múltiples secciones, cada una correspondiente a una parte distinta del sistema fluvial estudiado, el Deltar requería una configuración inicial con valores precisos para simular cada segmento con exactitud. Las entradas, como las fluctuaciones de los niveles de marea y las condiciones del viento, a menudo codificadas en cintas perforadas , se traducían en señales eléctricas para impulsar la simulación. ^{[ 17 ]}

Su sistema de salida registraba los datos resultantes, proporcionando información sobre el flujo y las corrientes de agua. La velocidad de cálculo del Deltar se gestionaba mediante una configuración de escala de tiempo, equilibrando la capacidad de cálculo con la tasa de entrada y salida de datos. ^{[ 1 ] [ 17 ] [ 18 ]} Cada módulo del Deltar representaba el flujo y los niveles de agua en ambos extremos de un segmento de río utilizando corrientes y voltajes eléctricos. Los elementos de cálculo primarios eran los amplificadores operacionales que resolvían continuamente ecuaciones diferenciales de primer orden interconectadas . ^{[ 1 ]}

El sistema se organizó en tres grupos de 40 unidades. Cada unidad correspondía a una sección particular de un río, lo que permitía investigar hasta tres problemas de mareas simultáneamente. Las secciones análogas se configuraron de manera que las propiedades hidráulicas de una sección del río, como la longitud, el ancho, la profundidad y el coeficiente de resistencia, se reflejaran inmediatamente en la simulación. ^{[ 16 ] [ 19 ]}

El Deltar admitía ajustes tanto manuales como automáticos. Los ajustes básicos se introducían manualmente, mientras que los cambios en la altura del agua activaban modificaciones automáticas mediante resistencias controladas por servomotores en cada módulo, lo que garantizaba un reflejo dinámico de los cambios en los niveles de agua en la simulación. ^{[ 1 ]}

Un generador de funciones mecánicas, accionado por un husillo servomotor, fue fundamental para modelar con precisión el comportamiento del agua en cada segmento del río. La baja deriva y el alto rechazo de modo común requeridos por los amplificadores se lograron mediante diseños basados ​​en galvanómetros de espejo . Cada módulo contenía cuatro de estos amplificadores y un tubo de vacío de doble triodo ECC81 en el circuito servo . ^{[ 18 ]} El sistema era capaz de ejecutar simulaciones a una velocidad hasta 100 veces superior a la del tiempo real. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

La primera misión importante del Deltar fue estudiar el movimiento de las mareas en el área del Delta Norte durante y después de la ejecución del Plan Delta. También se utilizó para: ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

• Orientación operativa para los cierres de Volkerak (el Volkerakdam ), Grevelingen (el Grevelingendam ) y Brouwershavense Gat (el Brouwersdam ).
• Investigación sobre la aparición de seiches en los puertos marítimos de Den Helder , IJmuiden y Scheveningen .
• Investigaciones sobre los niveles de agua durante las marejadas ciclónicas a lo largo del Canal del Mar del Norte y el IJ .
• Estudios sobre el movimiento del agua en el Hollandse IJssel durante diversas maniobras de cierre con el Stormvloedkering Hollandse IJssel .

A pesar de sus avanzadas capacidades, la llegada de la computación digital , ejemplificada por la Electrologica X1 , pronto eclipsó la metodología analógica de la Deltar. ^{[ 18 ]} Después de 1984, el sistema fue desmantelado y casi completamente perdido. Sin embargo, se sabe que se conservaron cuatro unidades, tres de las cuales se exhiben en Deltapark Neeltje Jans y una en el Museo de Computación de la Universidad de Ámsterdam . ^{[ 1 ]}

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