La armonía del movimiento helicoidal
en el ciclo rotor eólico (II)
La utilidad del estudiar el movimiento pendular fue puesta de manifiesto por
el físico francés Léon Foucault; su demostración más famosa tuvo lugar en la
cúpula del Panteón de París en 1851 (figura 1).
Figura 1.-Grabado aparecido en la
revista L'Illustration (5 de abril de 1851), representando el experimento de
Foucault en el Panteón de París
Cuando
se suspendió un péndulo de plomo 28kg., formado por una bala de cañón
recubierta de latón atado a un cable de 67 metros de largo. El plano de
oscilación del péndulo giraba hacia la derecha 11° por hora, haciendo un
círculo completo en 32,7 horas. Se demostró científicamente el movimiento de
rotación de la tierra. https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_de_Foucault
Figura 2.- Péndulo de Foucault.
Museo de las Ciencias de Valencia
¿Cómo visualizar el movimiento
pendular?
Éste fenómeno lo podemos visualizar utilizando programas de
simulación por ordenador; podemos analizar las trayectorias que describen las
partículas que giran siguiendo los distintos arcos pendulares incluidos en el
ciclo rotor (figura 3).
Figura 3.- Morfología de las trayectorias de los tres arcos
pendulares del ciclo rotor. 1: extremo exterior de un álabe o llanta; 2: centro del álabe y 3: extremo interno del álabe
1.- En el borde más interno del
álabe, situado próximo al eje de la rueda, el arco de la curva cicloide
es acortada y las partículas de aire que se incorporan realizan una trayectoria
cuya morfología es entrecruzada en 8; ésta trayectoria y la morfología de los
álabes facilita la transferencia de partículas entre las dos palas o álabes durante
el movimiento de rotación (figura 4).
Figura 4.- Trayectoria de
partículas. Péndulo con un arco correspondiente al borde interno de un álabe. Morfología
en 8. Ciclo Rotor Eólico
2.- Durante su recorrido por las
caras de las palas del rotor, las trayectorias con mayor radio pendular cambian
de imagen de forma radical, a medida que avanzamos hacia el borde de la llanta (figura 5).
Figura 5.-- Trayectoria de
partículas. Péndulo con arco en el
centro de un álabe
Trayectorias elípticas. Ciclo Rotor
Eólico
3.- A medida que avanzamos hacia el exterior de la
pala, las trayectorias se van haciendo más uniformes, alcanzando una forma
elíptica en el extremo más periférico del álabe,
junto con la llanta (figura 6).
Figura 6.- Trayectoria de partículas.
Péndulo con arco exterior del álabe y llanta
Ciclo Rotor Eólico
A modo de conclusión diremos que las trayectorias de
partículas se modifican durante la circulación del ciclo rotor, el cual
funciona como un helicoide circular generando trayectorias elípticas a modo de
un oscilador armónico tridimensional (figura 7).
Figura 7.- Trayectoria elíptica propia de un oscilador armónico tridimensional
“el
ciclo rotor eólico actúa como un oscilador armónico tridimensional orientando
las trayectorias de partículas circulantes en formas elípticas, mediante las cuales consigue optimizar el confort
de la marcha del ciclista”.
Bibliografía
Gabriel Saitua. Getxo 2018
