Los ingenieros están descubriendo nuevas formas de hacer que las turbinas eólicas sean más eficientes, basándose en el diseño de una de las aves aéreas más pesadas del mundo, el cóndor andino. Esto está de acuerdo con nueva búsqueda publicado en la revista académica Energía.
Según los autores, añadir “winglets”, o puntas curvas, que se asemejan a las puntas de las propias alas del cóndor, en los extremos de las palas de las turbinas eólicas existentes puede aumentar la producción de energía en aproximadamente un 10%. Esta es una ganancia significativa, especialmente considerando que la mayoría de los parques eólicos tienen docenas, si no cientos, de turbinas individuales.
“La incorporación de esta nueva modernización, inspirada en el ave voladora más pesada del mundo, el cóndor andino, tiene como objetivo aumentar la producción de energía de una turbina eólica, requiriendo sólo una modesta inversión de capital”, dicen los investigadores, dirigidos por Khashayar Rahnamaybahambary de la Universidad de Alberta. “Los resultados indican que la adición de esta modernización conduce a un aumento del 9,69% en la producción de energía”.
El cóndor andino merece el interés de la comunidad de ingenieros aeronáuticos. Por un lado, la aerodinámica del cóndor les permite planear distancias de hasta 250 kilómetros (150 millas) sin batir las alas. Esto es una necesidad para los carroñeros aéreos, ya que sus grandes cuerpos (que pesan hasta 16 kg/35 libras) significan que cada aleteo de sus alas tiene un alto costo metabólico. Los datos sugieren que los cóndores baten sus alas menos del 1% del tiempo durante el vuelo.
Parte de la solución de la evolución para mantener a los cóndores deslizándose a distancias tan largas son las puntas de sus alas curvas y orientadas hacia arriba, que se pueden encontrar al final de sus alas. Esto les ayuda a utilizar “térmicas”, o columnas verticales de aire caliente ascendente, para mantenerse en el aire con poco gasto de energía. De hecho, a los cóndores andinos les gusta posarse en lugares altos, como acantilados rocosos, donde pueden lanzarse fácilmente en un patrón de vuelo prolongado y deslizante mientras buscan carroña.
Esta característica única de diseño de “alas” se ha utilizado en otras aplicaciones de ingeniería. Se puede encontrar, por ejemplo, en la mayoría de los aviones modernos, tanto comerciales como militares. “La adición de aletas a las alas de los aviones provoca una reducción en el coeficiente de resistencia inducida y aumenta los momentos de flexión cerca de la punta”, dicen los investigadores.
Pero los ingenieros recién ahora están explorando cómo los diseños bioinspirados y el biomimetismo pueden ayudar a desarrollar molinos de viento más eficientes. Esta es una buena noticia para la comunidad de la energía sostenible, donde muchos proyectos de turbinas eólicas todavía están buscando un camino hacia la viabilidad económica.
El cóndor andino es un ejemplo de ave voladora. Las aves voladoras, como cóndores, águilas, halcones, albatros, gaviotas, cigüeñas y alcatraces, a menudo dependen de grandes envergaduras y plumas ranuradas en las puntas de las alas para mantenerse en vuelo con pocos movimientos. Son algunas de las aves voladoras más grandes del mundo.
Otras formas de alas que se encuentran en el reino animal aéreo incluyen las elípticas, de alta velocidad y flotantes. Las alas elípticas (que se encuentran en cuervos, mirlos, cuervos, zorzales y gorriones) están optimizadas para ráfagas cortas de alta velocidad. Las alas elípticas permiten vuelos acrobáticos, lo que permite a las aves dar volteretas, rodar y sumergirse con relativa facilidad.
Los diseños de alas de alta velocidad, que tienden a ser largas y delgadas, permiten vuelos rápidos manteniendo altas velocidades durante períodos de tiempo significativos. Ejemplos de aves con este tipo de alas son los patos, los halcones, los vencejos y los playeros.
Finalmente, las alas flotantes, como las de los colibríes, están adaptadas para movimientos rápidos, lo que permite que las aves de este diseño parezcan flotar en un punto del espacio durante largos períodos de tiempo.
Cada uno de estos tipos de alas contiene pistas valiosas para los ingenieros que buscan soluciones creativas a los desafíos aeronáuticos de la humanidad.
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