Revista de Divulgación Científico-Tecnológica del Gobierno del Estado de Morelos

De alas, aviones y aerogeneradores

Era el día en el que se cumpliría el sueño que la humanidad había deseado por muchos años: volar como las aves, sentir la emoción de despegar los pies de la tierra y moverse a través
Con perfil aerodinámico no nos referimos a la forma alargada que tiene el ala de un ave, sino más bien, al corte transversal de ésta, como si sacáramos rebanadas de pastel a lo largo del ala del cielo para conquistar otros territorios. Los hermanos Wright pusieron en marcha el motor de aquella aeronave con la esperanza de emprender el primer vuelo. La emoción de volar duró apenas
59 segundos; sin embargo, esta proeza, marcó la historia de la aviación.
La clave para cumplir este sueño fue observar el vuelo de las aves para entender cómo era posible que permanecieran suspendidas en el aire, comprender cómo se daba la interacción del viento con las alas del ave y en función de eso diseñar perfiles aerodinámicos que cubrieran la función de las alas para elevar grandes máquinas que funcionaran como nuevo medio de transporte. figura 1.


Para entender cómo vuelan los aviones, tomemos una rebanada del ala e imaginemos que el flujo de aire se topa con ésta dividiéndose en dos caminos: uno pasa por encima del perfil y otro por abajo. La forma curvada del perfil hace que los caminos sean asimétricos, así que las partículas de aire que pasan por arriba del perfil viajan más rápido provocando una zona de baja presión, mientras que las partículas que pasan bajo el perfil se mueven más lento generando una zona de alta presión. La diferencia de estas presiones provoca una fuerza perpendicular al flujo de viento, conocida como sustentación, misma que permite que el avión se mantenga en el aire figura 2.
Imitar la geometría aerodinámica del ala también nos permite, además de volar, generar electricidad aprovechando la energía del viento, para ello se utilizan aerogeneradores, también conocidos como turbinas eólicas. Una de las principales partes del aerogenerador es el rotor, que está compuesto generalmente por tres aspas. Las aspas están diseñadas con perfiles aerodinámicos, similares a los que se utilizan en las alas de los aviones. De esta manera, la fuerza de sustentación que utilizan los aviones para volar, los aerogeneradores la aprovechan para hacer girar el rotor, que a su vez mueve un generador eléctrico, de esta manera transformamos la energía del viento en electricidad figura 3.
Construir las aspas de un aerogenerador nos es tarea fácil, para diseñarlas es importante considerar el perfil aerodinámico adecuado para extraer la máxima cantidad de energía del viento y transformarla en energía eléctrica; además de tomar en cuenta la resistencia de los materiales y los costos de producción para que sea viable fabricarlas.
Aunque ya hemos conquistado el sueño de volar y de aprovechar el viento como una fuente de energía, aún queda mucho terreno por explorar para comprender el comportamiento del viento y su interacción con estructuras, una tarea que seguirá ocupando a los investigadores deseosos de optimizar el diseño de dispositivos aerodinámicos.

Figura 1. Perfil aerodinámico de una ala

Figura 2. Flujo de aire a través de un perfil aerodinámico

Figura 3. Aerodinámica de un aerogenerador
(Fuente: Aerogeneradores, colección Sello  de Arena, ¡Hazlo tú!)


ºM.F.C. Nicté Yasmín Luna Medina / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
ºM.E.R Carlos Alberto López Villalobos / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
ºDr. Rafael Campos Amezcua / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Instituto de Energías Renovables de la Universidad Nacional Autónoma de
México, campus Morelos.