Esquema sencillo y funcionamiento complejo del ciclo rotor eólico.
El ciclo rotor eólico constituye aparentemente una pequeña y sencilla modificación de un sistema que interacciona con el entorno, sobre todo con el flujo aéreo que cambia constantemente en velocidad y dirección mientras la rueda gira a velocidades muy variables.
Éstas características hacen que su comportamiento resulte complejo.
Analizaremos mediante un esquema sencillo su complejidad.
“El
efecto emergente que se produce en nuestro 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. Sin embargo lo veremos en un esquema sencillo.
Bases
funcionales del sistema ciclo rotor eólico
Se trata de una “pequeña
modificación estructural sencilla, para abordar un funcionamiento complejo"; consistente
en un aeromotor de dos palas amplias helicoidales situadas sobre planos oblicuos.
Al girar el sistema gira interacciona progresivamente con el viento, para alcanzar su máxima interacción cuando la velocidad aparente es igual o superior a 25Km/h.
La velocidad a la cual gira rueda asustan...
- A 10km/h. la rueda gira a 69´6 vueltas/minuto
- A 20km/h. la rueda gira a 138´6 vueltas/minuto
- A 30km/h. la rueda gira a 208´2 vueltas/minuto
En cada una de las vueltas se producen fenómenos diferentes en tres partes distintas partes del rotor, que determinan los cambios emergentes del sistema cuyos efectos favorables son: "menor cansancio del ciclista, con mayor confort de la marcha y alta eficiencia en las aceleraciones".
Veamos su actividad durante la rotación, mediante el siguiente esquema:
Flujos aéreos en el sistema del ciclo
rotor eólico
Plano lateral
Plano lateral
Si nos desplazamos en bicicleta hacia la derecha, vemos en nuestro esquema cómo se gestionan los flujos de aire
que inciden en sentido anteroposterior y que aumentan en su intensidad a medida que aumentamos la velocidad.
· 1.- Líneas de flujo
naranjas, localizadas en el tercio superior de la figura, corresponden
al flujo de aire que impacta sobre la superficie convexa de la primera pala o álabe. Según
el principio de Bernoulli, el aire aumenta la velocidad y el efecto
de giro sobre la llanta y la energía toroidal de la rueda.
· 2.- Las líneas de
flujo rosa, localizadas en el tercio medio, central al eje de la rueda,
con apertura en “S”; aumentan su velocidad al transitar el flujo aéreo por un paso estrecho
potenciando la estabilidad y fijando la trayectoria del ciclista.
· 3.- Las líneas de
flujo amarillas, localizadas en el tercio inferior, correspondientes al
segunda pala o álabe, con morfología es cóncava, disminuyen la velocidad del viento, ofreciendo un efecto de flotación, para ser recogido secuencialmente por la primera pala. La combinación del movimiento genera un movimiento helicoidal circular y una energía complementaria de aceleración tangencial.
Plano postero anterior
Gabriel Saitua, Getxo 2019
