Diseño para un bajo ruido mecánico en aerogeneradores

Las emisiones sonoras en aerogeneradores pueden tener dos orígenes diferentes: el ruido mecánico, que trataremos en esta página, y el ruido aerodinámico, que veremos en la página siguiente.

Fuentes mecánicas de emisión sonora
El ruido mecánico, es decir, componentes metálicos moviéndose o chocando unos contra otros, puede originarse en el multiplicador, en la transmisión (los ejes) y en el generador de una turbina eólica.
Las máquinas de principios de los ochenta o anteriores emiten algún tipo de ruido mecánico, que puede ser oído en los alrededores inmediatos a la turbina, o en el peor de los caso incluso a distancias de hasta 200 m.
Sin embargo, un estudio llevado a cabo en 1995 sobre las prioridades en investigación y desarrollo de los fabricantes de aerogeneradores daneses mostraba que ninguno de los fabricantes consideraba ya que el ruido mecánico fuese un problema, por lo que no se consideraba necesario seguir investigando en ese área. La razón era que en un plazo de tres años las emisiones sonoras se habían reducido a la mitad de su nivel anterior, debido a mejoras en la ingeniería.

Multiplicadores de aerogeneradores silenciosos
Los multiplicadores de los aerogeneradores ya no son multiplicadores industriales estándar, sino que han sido específicamente adaptados para un funcionamiento silencioso en aerogeneradores. Una forma para conseguirlo es que las ruedas de acero del multiplicador tengan un núcleo flexible semiblando, aunque una superficie dura para asegurar resistencia y una larga duración frente al desgaste.
La forma de conseguirlo es básicamente calentando los engranajes después de que los dientes hayan sido rectificados, y después se les deja enfriar lentamente mientras se rellenan de un polvo especial con un alto contenido en carbono. Luego el carbono migrará hacia la superficie del metal. Esto asegurará un alto contenido de carbono y una alta durabilidad en la superficie del metal, mientras que la aleación de acero del interior permanecerá más blanda y más flexible.

Análisis de dinámica estructural
Cuando viaja en coche, avión o tren puede haber notado la resonancia de los diferentes componentes, es decir, el tablero de instrumentos de un coche o la ventanilla de un tren pueden amplificar el ruido.
Un consideración importante, que actualmente pertenece al proceso de diseño de la turbina, es el hecho de que las palas pueden actuar como membranas capaces de transmitir las vibraciones sonoras de la góndola y la torre.
Tal y como se explica en la sección de esta visita sobre Investigación y Desarrollo, los fabricantes de turbinas desarrollan actualmente modelos informáticos de sus máquinas antes de construirlas, para asegurar que las vibraciones de los diferentes componentes no interaccionarán para amplificar el ruido.
Si mira el chasis de la estructura de la góndola en alguno de los grandes aerogeneradores que actualmente existen en el mercado puede descubrir algunos extraños agujeros practicados en él sin ninguna razón aparente. Estos agujeros han sido precisamente hechos para asegurar que la estructura no vibrará de forma síncrona con el resto de componentes de la turbina.

Aislamiento acústico
Actualmente, el aislamiento acústico juega un papel secundario en la mayoría de aerogeneradores modernos que existen en el mercado, aunque puede ser útil minimizar algunos de los ruidos a medias y altas frecuencias. Sin embargo, parece que es en general más eficiente atacar los problemas de ruido desde su fuente, en la propia estructura de la máquina.