La convexidad y concavidad de las palas en el Aerogenerador Bipala

 

Gabriel Saitua

2025

Sobre Vórtices y Hélices

Vórtices y Hélices

Gabriel Saitua, 2025

Sobre los Vórtices

Pero, qué es un vórtice?

Un vórtice es una región dentro de un fluido, líquido o gas, donde el flujo gira alrededor de un eje, el cual puede ser recto o curvo.

Se encuentran en gran variedad de situaciones, desde los remolinos en el agua, a tornados en la atmósfera.

La formación de los vórtices puede deberse a una variedad de factores, como la fricción, la turbulencia y la interacción entre los flujos de un fluido.

 Un ejemplo es la formación de vórtices detrás de un objeto que se mueve a través de un fluido.

 El movimiento de los vórtices está influenciado por la velocidad del fluido circundante, la presencia de otros vórtices y las fuerzas externas.

 Los vórtices pueden interactuar entre sí de forma compleja, fusionándose, separándose o influyendo entre sí en la distancia. La interacción entre vórtices supone un aspecto importante en el estudio de las turbulencias.

 Vibración inducida por vórtices

 Se trata de un fenómeno que ocurre cuando un fluido fluye alrededor de un objeto, generando vórtices que de desprenden de forma alterna.

Estos vórtices generan fuerzas que pueden hacer vibrar el objeto, lo que tiene importantes implicaciones en ingeniería, especialmente en estructuras marinas y en puentes.

La cinemática de los vórtices, representa un campo fascinante en la mecánica de fluidos, la cual que se dedica a estudiar el movimiento y la evolución de los vórtices. 

Aplicaciones de los vórtices

La cinemática de los vórtices tiene aplicaciones en diversos campos, tales como la aerodinámica, metereología, oceoanografía e ingeniería.

En aerodinámica se aplica en el estudio del flujo aéreo alrededor de aviones y otros vehículos... como una bicicleta.

 Sobre los Vórtices y las Hélices

Su relación resulta fundamental en el estudio de la dinámica de fluidos, especialmente en aplicaciones de ingeniería, en aeronáutica y propulsión marina.

Generación de vórtices por hélices

Vórtices de punta de pala

Las hélices de los aviones, barcos y turbinas generan vórtices en las puntas de sus alas, debido a la diferencia de presión entre la cara superior e inferior de la pala. Los vórtices de punta de pala pueden generar resistencia y reducir la eficiencia de la hélice.

Estela de vórtices

A medida que una hélice gira, genera una estela de vórtices detrás de ella. Esta estela puede generar vibraciones o ruido.

Influencia en el rendimiento

Los vórtices pueden tener un impacto significativo en el rendimiento de las hélices, afectando su eficiencia, empuje y ruido.

Importancia del estudio de los vórtices en las hélices

Diseño de las hélices

Su estudio permite comprender la formación y comportamiento de los vórtices, con el fin de diseñar hélices más eficientes, reduciendo su resistencia y aumentando su empuje.

Reducción del ruido generado por las hélices

Minimizar las vibraciones generadas por las hélices

Avanzar en el diseño de hélices: Diseñar las puntas de las pala, optimizar la geometría de la hélice y adaptar materiales avanzados.

Como resumen, podemos decir que la interacción entre los vórtices y las hélices constituye un área de la investigación de gran importancia en la ingeniería de fluidos.

 El Ciclo Rotor Eólico Bipala

 Actualizando los conceptos relacionados con las hélices de dos palas y la inducción de vórtices, hemos trabajado en un Proyecto, el Ciclo Rotor Eólico, desde 2017, desarrollando y aplicando un modelo de utilidad diseñado para la rueda trasera de una bicicleta.

 El Ciclo Rotor transforma la rueda convencional, para transformarla en una rueda que genera un flujo aéreo helicoidal bipala, con efecto Venturi, comportñandose como un elemento generador de vórtices focales, que aumenta en flujo toroidal alrededor de la rueda, siendo capaz de inducir un efecto ciclónico, mediante aeroresonancia del sistema bipala. Sus efectos cinemáticos permiten mejorar el rendimiento deportivo, en el ciclismo de carretera y pista, habiendo sido optimizado para velocidades aparentes entre 24 y 50Km/h.

 

Todo comenzó con una maqueta....

explorando un modelo helicoidal bipala sometido a la energía del viento... en 2017

Gabriel Saitua, 2025