El
ciclo rotor eólico, ¿un sistema sencillo pero complejo?
Un sistema se denomina “simple” cuando
sus resultados son invariables y estables, como por ejemplo, el funcionamiento
de un motor de cuatro tiempos, es “complicado pero
no complejo en sus interacciones con otros medios”; aunque está
formado por varias partes, las relaciones entre éstas no añaden nueva
información adicional a su funcionamiento.
Un sistema complejo sin embargo puede
ser “complejo y sencillo”; en su dimensión más sencilla, estaría compuesto
por varias partes interconectadas o entrelazadas, de tal manera que sus
vínculos crean información adicional que no es visible por el observador antes
de interactuar con su entorno en el tiempo. Sus resultados finales serían “variables”.
En un sistema complejo, producto
de las interacciones entre elementos y relaciones, surgen nuevas propiedades que
no pueden explicarse a partir de las propiedades de sus elementos aislados. Las
nuevas propiedades adquiridas producto de su actividad se denominan “propiedades emergentes”.
Por tanto en un sistema complejo no sólo hace falta conocer
solamente el funcionamiento de las partes sino también “el
funcionamiento del sistema completo en el tiempo” una vez relacionar sus
partes y sus interacciones.
Algunas propiedades de los
sistemas complejos son: su capacidad de interactuar con el entorno y crear nuevos
fenómenos emergentes; los resultados son dependientes de pequeños cambios en el
comienzo de su actividad y tienen efectos a largo plazo poco predecibles sobre sus
propiedades emergentes… “es el conocido como efecto mariposa de los sistemas
complejos”; sus propiedades son:
1.
Conectadas
2.
Interdependientes
3.
Diversas
4.
Adaptativas
5.
Dependientes del
camino
6.
Emergentes
(no-linealidad multi-nivel)
El
ciclo rotor eólico, como “¿sistema complejo sencillo?”
Veamos sus interacciones, sus emergencias
y su efecto mariposa.
Elementos: El ciclo rotor está
formado por dos elementos, aspas o álabes junto con el círculo formado por la
llanta, un elemento capaz de interactuar con el entorno.
Funcionamiento relacional: Su actividad
básica consiste en un movimiento helicoidal en dirección anteroinferior a modo
de una rueda de inercia con una carga de masa posterior y externa incluida en
sus dos aspas. Energía potencial relacionada con la cinemática propia de un
sólido rígido.
Las variables dependientes que interaccionan
en cada instante con el sistema, capaces de modificar el resultado de nuestro emergente
en el ciclo rotor eólico serían:
1.-La
velocidad variable del ciclista, expresada por el número de giros del ciclo
rotor en nuestra rueda en dirección antero inferior.
2.- La
velocidad variable del viento, que habitualmente incide en contra de nuestra
trayectoria atravesando nuestro sistema rotacional.
3.- La variabilidad en el ángulo de incidencia del
viento.
4.- El
tiempo de persistencia del viento en cada ángulo de incidencia.
5.- La
temperatura del aire y los cambios en altura.
6.- Los
cambios en la posición del propio ciclista relacionados con la superficie
corporal expuesta al viento.
Es decir que se trata de “un sistema interactuando al menos con seis variables”
que se encuentran en constante cambio durante la dinámica rotacional del
proceso.
“El
efecto emergente del sistema es la aceleración pulsátil”, generado en la
capa límite, cuando intervienen el flujo laminar y el turbulento al chocar sus
flujos entre sí, uno en sentido antihorario (rotor) y otro en sentido horario
(viento) a modo del “ojo de un huracán”.
La complejidad de su funcionamiento
íntimo del ciclo rotor hace que para aproximarnos a la comprensión del mismo se
requiera simulación computacional.
Estas consideraciones adquieren
una especial dimensión cuando comparamos nuestro sistema con las imágenes de
fractales o imágenes que se producen en la dinámica de sistemas complejos, como
las imágenes de Mandelbrot.
Si consideramos que las primeras
imágenes superiores corresponden a los dos álabes o palas de nuestro ciclo
rotor eólico en rotación, y los volteamos, podremos apreciar que prácticamente corresponden
a la misma imagen, al igual que ocurre
con las imágenes de Mandelbrot que aparecen en las imágenes inferiores.
Conclusiones
1.- “El
ciclo rotor eólico es un sistema complejo sencillo”.
2.- “Interactuando
con seis variables".
3.- “El
fenómeno emergente es la aceleración a modo del ojo de un huracán”.
4.- “Modelo de utilidad seguro con fenómeno emergente entre 25 y 50Km/h. velocidad
aparente”.
5.- “Rendimiento
de potencia variable entre 30 a 50watios/sg.”
6.- “Se
mantiene la recomendación de seguridad para un aeromotor bipala: no superar los
90Km/h.”
Gabriel
Saitua, Getxo, 2019
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