la majestuosidad de la naturaleza. Es una plantilla de ingeniería.getty
Los ingenieros están encontrando nuevas formas de hacer que las turbinas eólicas sean más eficientes robando claves de diseño de una de las aves aéreas más pesadas del mundo, el cóndor andino. Esto es según nueva investigación publicado en la revista académica Energía.
Según los autores, agregar “winglets” o puntas curvas, que recuerdan a las propias puntas de las alas del cóndor, a los extremos de las palas de las turbinas eólicas existentes puede aumentar la producción de energía en aproximadamente un 10 por ciento. Esta es una ganancia significativa, especialmente considerando que la mayoría de los parques eólicos cuentan con docenas, si no cientos, de turbinas individuales.
“La incorporación de esta novedosa modernización, inspirada en el ave voladora más pesada del mundo, el cóndor andino, tiene como objetivo aumentar la producción de energía de una turbina eólica y requiere sólo una modesta inversión de capital”, afirman los investigadores, dirigidos por Khashayar Rahnamaybahambary de la Universidad. de Alberta. “Los resultados indican que la adición de esta modernización conduce a un aumento del 9,69% en la producción de energía”.
vuela sin esfuerzo sobre un lejano valle semidesértico en los Andes del centro de Chile.getty
El cóndor andino merece el interés de la comunidad de ingenieros aeronáuticos. Por un lado, la aerodinámica del cóndor les permite planear distancias de hasta 250 kilómetros (150 millas) sin batir sus alas. Esto es una necesidad para los carroñeros aéreos, ya que sus grandes cuerpos (que pesan hasta 16 kilogramos/35 libras) significan que cada aleteo de sus alas tiene un alto costo metabólico. Los datos sugieren que los cóndores baten sus alas menos del 1% del tiempo mientras vuelan.
Parte de la solución de la evolución para mantener a los cóndores deslizándose a distancias tan largas son las puntas de las alas curvas y orientadas hacia arriba que se pueden encontrar en el extremo de sus alas. Esto les ayuda a utilizar “térmicas”, o columnas verticales de aire caliente ascendente, para mantenerse en el aire con poco gasto de energía. De hecho, a los cóndores andinos les gusta descansar en lugares altos, como acantilados rocosos, donde pueden lanzarse fácilmente en un patrón de vuelo extendido y planeado mientras buscan carroña.
Esta característica única de diseño de “alas” se ha utilizado en otras aplicaciones de ingeniería. Se puede encontrar, por ejemplo, en la mayoría de los aviones modernos, tanto comerciales como militares. “La adición de aletas a las alas de los aviones provoca una reducción del coeficiente de resistencia inducida y aumenta los momentos de flexión cerca de la punta”, afirman los investigadores.
en la punta del ala de un avión, reduce la resistencia al alterar el flujo de aire y la diferencia en la presión del aire alrededor del ala.getty
Pero los ingenieros recién ahora están explorando cómo los diseños bioinspirados y el biomimetismo pueden ayudar en el desarrollo de molinos de viento más eficientes. Esta es una buena noticia para la comunidad de la energía sostenible, donde muchos proyectos de turbinas eólicas todavía están buscando un camino hacia la viabilidad económica.
El cóndor andino es un ejemplo de ave voladora. Las aves planeadoras, como cóndores, águilas, halcones, albatros, gaviotas, cigüeñas y alcatraces, generalmente dependen de grandes envergaduras y plumas ranuradas en la punta de las alas para mantenerse en vuelo con poco aleteo. Son algunas de las aves voladoras más grandes del mundo.
aquí) están adaptadas para el vuelo pasivo a largas distancias, su forma y función representan solo una pequeña fracción de la asombrosa diversidad en la que se encuentran las alas de las aves.getty
Otras formas de alas que se encuentran en el reino animal aéreo incluyen las elípticas, de alta velocidad y flotantes. Las alas elípticas, que se encuentran en cuervos, mirlos, cuervos, zorzales y gorriones, están optimizadas para ráfagas cortas de alta velocidad. Las alas elípticas permiten un vuelo acrobático, lo que permite a las aves dar volteretas, rodar y sumergirse con relativa facilidad.
Los diseños de alas de alta velocidad, que tienden a ser largas y delgadas, permiten un vuelo rápido y al mismo tiempo mantienen altas velocidades durante períodos de tiempo significativos. Ejemplos de aves con este tipo de alas son los patos, los halcones, los vencejos y los playeros.
Finalmente, las alas flotantes, como las del colibrí, están adaptadas a movimientos rápidos y rápidos, lo que permite a las aves de este diseño flotar aparentemente en un punto en el espacio durante largos períodos de tiempo.
Cada uno de estos tipos de alas contiene pistas valiosas para los ingenieros que buscan soluciones creativas a los desafíos aeronáuticos de la humanidad.
Soy un biólogo evolutivo estadounidense con un doctorado. en ecología y biología evolutiva. Trabajo en la Universidad de Rutgers, donde me especializo en el estudio de la biodiversidad, la evolución y la genómica. Mi investigación me ha llevado por todo el mundo, incluyendo América Latina, África, el sudeste asiático y las islas del Pacífico, donde he realizado trabajo de campo en selvas tropicales remotas, desiertos áridos e islas aisladas. Mi trabajo como biólogo de campo, combinado con mi investigación en genómica evolutiva y colecciones de museos de historia natural, ha llevado al descubrimiento de nuevas especies, ha descubierto los procesos evolutivos únicos que dan forma a la biodiversidad y ha ayudado en los esfuerzos de conservación global. ¿Tienes alguna foto genial de la naturaleza que te mueres por compartir? Envíamelos a [email protected] y haré todo lo posible para incluirlos en un artículo futuro.
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2024-03-28 12:15:00
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