Nutación (del latín
“nutare”, cabecear u oscilar) es un movimiento ligero irregular en el eje de
rotación de objetos simétricos que giran sobre su eje.
Ejemplos comunes son los giroscopios, los trompos y los
planetas.
El movimiento de nutación de la Tierra fue descubierto en
1728 por el astrónomo inglés James Bradley, y dado a conocer en el año 1748.
Hasta 20 años más tarde no se supo que la causa de este movimiento extra del
eje de la Tierra era la atracción gravitatoria ejercida por la Luna.
Precesión es el
movimiento asociado con el cambio de dirección en el espacio, que experimenta el eje instantáneo
de rotación de un cuerpo. Un ejemplo de precesión lo tenemos en el movimiento
que realiza una peonza o trompo en rotación.
Nutación y precesión - Wikipedia, la enciclopedia libre. De Caliver - Trabajo propio, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10594021
Estos dos movimientos se encuentran presentes en el ciclo
rotor eólico, dado que se trata de un elemento sometido a un movimiento de
rotación, como una trompa, con la diferencia de que su eje de rotación no es
vertical sino horizontal sobre el eje de la rueda.
¿Dónde se producen?
A escasa velocidad de rotación, la nutación tiene lugar sobre el eje por la acción de las masas de
los álabes que giran en el rotor de forma asimétrica; la nutación se origina en el centro las masas de los
álabes o palas.
El movimiento de cabeceo se aprecia al iniciar el giro,
tendiendo a disminuir, para posteriormente desaparecer a medida que aumenta la
velocidad, siendo imperceptible cuando se ha completado la fase de aceleración.
El movimiento de nutación se genera por la rotación de los
centros de masa de los álabes (aros verdes)
La precesión es inducida por la presión que
ejercen las fuerzas asimétricas del viento
cuando éste incide sobre la superficie cóncava de la pala del rotor; las
fuerzas del viento se transmiten a través de los radios, al mismo lado del eje de
la rueda causando el alabeo torsional.
Cuando incorporamos un ciclo rotor eólico a una rueda
convencional, tenemos que tener en cuenta que el eje va estar sometido a
fuerzas de torsión complementarias superiores a la que recibe una rueda
convencional, por lo que se requiere contar
con una rueda cuyo eje y componentes sean resistentes a las fuerzas de torsión generadas por el impacto de los vientos laterales.
El movimiento de precesión está provocado por las fuerzas variables del viento.
A modo de ejemplo: cuando la dirección del viento es anterior e izquierda, la sobrecarga de presión incide sobre la cara convexa del rotor, (álabe blanco de la figura), aumentando la fuerza de distorsión asimétrica sobre el eje horizontal de la rueda.
A modo de ejemplo: cuando la dirección del viento es anterior e izquierda, la sobrecarga de presión incide sobre la cara convexa del rotor, (álabe blanco de la figura), aumentando la fuerza de distorsión asimétrica sobre el eje horizontal de la rueda.
Cuando la incidencia del viento es anterior derecha, la fuerza de distorsión se produce sobre la cara convexa del álabe negro y secundariamente sobre el eje.
Cuando la incidencia del viento es anterior derecha, la fuerza de distorsión se produce sobre la cara convexa del álabe negro y secundariamente sobre el eje.
Cinemática del ciclo rotor. Equilibrio dinámico tras la fase de aceleración. Pruebas en taller con viento neutro.
Conclusiones:
"El ciclo rotor eólico requiere que la rueda disponga de un eje, núcleo y rodamientos resistentes a la torsión"
Gabriel
Saitua, Getxo 2019.
