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Palas
del rotor
Cambiar
la velocidad del viento cambia la dirección del viento
relativa a pala del rotor
En este siguiente dibujo hemos sacado una de las palas del rotor
de la página anterior fuera de su buje, y miramos desde
el buje hacia el extremo, en la parte posterior (cara a sotavento)
de la pala. El viento en el paisaje sopla de 8 a 16 m/s (desde
la parte inferior del dibujo), mientras que el extremo de la
pala gira hacia la parte izquierda de la imagen.
En el dibujo puede ver como el ángulo
de ataque del viento cambia mucho más bruscamente en la
base de la pala (línea amarilla), que en el extremo de
la pala (línea roja), cuando el viento cambia. Si el viento
llega a ser lo suficientemente fuerte como para que haya una
pérdida de sustentación,
este fenómeno empezará en la base de la pala.
Dirección
de sustentación
Cortemos ahora la pala del rotor en el punto por el
que pasa la línea amarilla. En el siguiente dibujo la
flecha gris muestra la dirección de la sustentación
en ese punto. La sustentación es perpendicular a la dirección
del viento. Tal y como puede observar, la sustentación
empuja la pala parcialmente en la dirección que nosotros
queremos, es decir, hacia la izquierda. Sin embargo, también
la dobla otro tanto.
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Perfiles
de la pala del rotor (secciones transversales)
Como puede ver, las palas del rotor de un aerogenerador
se parecen mucho a las alas de un avión. De hecho, los
diseñadores de palas de rotor usan a menudo perfiles clásicos
de alas de avión como sección transversal de la
parte más exterior de la pala.
Sin embargo, los perfiles gruesos de la parte
más interior de la pala suelen estar específicamente
diseñados para turbinas eólicas. La elección
de los perfiles de las palas del rotor conlleva una solución
de compromiso entre unas características adecuadas de
sustentación y pérdida de sustentación,
y la habilidad del perfil para funcionar bien incluso si hay
algo de suciedad en su superficie (lo cual puede ser un problema
en áreas en las que llueve poco).
Materiales
de la pala del rotor
La mayoría de las modernas palas de rotor de grandes aerogeneradores
están fabricadas con plástico reforzado con fibra
de vidrio ("GRP"), es decir, poliéster o epoxy
reforzado con fibra de vidrio.
Utilizar fibra de carbono o aramidas (Kevlar)
como material de refuerzo es otra posibilidad, pero normalmente
estas palas son antieconómicas para grandes aerogeneradores.
Los materiales compuestos (composites) de
madera, madera-epoxy, o madera-fibra-epoxy aún no han
penetrado en el mercado de las palas de rotor, aunque existe
un desarrollo continuado en ese área. Las aleaciones de
acero y de aluminio tienen problemas de peso y de fatiga del
metal, respectivamente. Actualmente sólo son utilizados
en aerogeneradores muy pequeños.
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