Una investigación sobre cómo los búhos vuelan y cazan en silencio ha permitido a los investigadores desarrollar un prototipo de recubrimiento para palas de turbinas eólicas que podría reducir significativamente la cantidad de ruido que hacen.
Las primeras pruebas del material, que imita la intrincada estructura del ala de un búho, han demostrado que puede reducir significativamente la cantidad de ruido producido por las turbinas eólicas y otros tipos de aspas de ventilador, como las de las computadoras o los aviones.Las turbinas están fuertemente frenadas para minimizar el ruido, la adición de esta nueva superficie significaría que podrían funcionar a velocidades mucho más altas, produciendo más energía y haciendo menos ruido. Para un parque eólico de tamaño medio, esto podría significar varios másmegavatios de electricidad.
La superficie ha sido desarrollada por investigadores de la Universidad de Cambridge, en colaboración con investigadores de tres instituciones en los Estados Unidos. Sus resultados se presentarán hoy 22 de junio en la Conferencia de Aeroacústica del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica AIAA enDallas.
"Muchas lechuzas, principalmente lechuzas grandes como lechuzas o grandes lechuzas grises, pueden cazar sigilosamente, descender y capturar a sus presas sin ser detectadas", dijo el profesor Nigel Peake del Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica de Cambridge, quien dirigió elinvestigación "Si bien hemos sabido esto durante siglos, lo que no se ha sabido es cómo o por qué los búhos pueden volar en silencio".
Peake y sus colaboradores en las universidades Virginia Tech, Lehigh y Florida Atlantic utilizaron microscopía de alta resolución para examinar las plumas de los búhos con gran detalle. Observaron que las plumas de vuelo en el ala de un búho tienen una cubierta suave, que se asemeja a un dosel del bosque cuando se ve desdeAdemás de este dosel esponjoso, las alas de búho también tienen un peine flexible de cerdas espaciadas uniformemente a lo largo de su borde de ataque, y una franja porosa y elástica en el borde de salida.
"Ningún otro pájaro tiene este tipo de estructura intrincada de ala", dijo Peake. "Gran parte del ruido causado por un ala, ya sea que esté unida a un pájaro, un avión o un ventilador, se origina en el borde posterior dondeel aire que pasa sobre la superficie del ala es turbulento. La estructura del ala de un búho sirve para reducir el ruido al suavizar el paso del aire a medida que pasa sobre el ala, dispersando el sonido para que su presa no pueda oírlos venir ".
Para replicar la estructura, los investigadores buscaron diseñar una cubierta que 'dispersara' el sonido generado por una pala de turbina de la misma manera. Los primeros experimentos incluyeron cubrir una pala con material similar al usado para los velos de novia, quea pesar de su estructura abierta, redujo la rugosidad de la superficie subyacente, reduciendo el ruido de la superficie hasta en 30dB.
Si bien el 'velo de novia' funcionó notablemente bien, no es adecuado aplicarlo a una turbina eólica o a un avión. Usando un diseño similar, los investigadores desarrollaron un material prototipo hecho de plástico impreso en 3D y lo probaronsegmento de tamaño de una pala de turbina eólica. En las pruebas de túnel de viento, el tratamiento redujo el ruido generado por una pala de turbina eólica en 10 dB, sin ningún impacto apreciable en la aerodinámica.
Si bien el revestimiento aún necesita ser optimizado, e incorporarlo a un avión sería mucho más complicado que una turbina eólica, podría usarse en una gama de diferentes tipos de alas y palas. El siguiente paso es probar el revestimientoen una turbina eólica en funcionamiento.
Según los investigadores, una reducción significativa en el ruido generado por una turbina eólica podría permitirles girar más rápido sin ningún ruido adicional, lo que para un parque eólico de tamaño medio, podría significar varios megavatios adicionales de electricidad.
La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Y la Oficina de Investigación Naval de EE. UU.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :