REVISTA DE INGENIERIA DYNA

Palabras clave:

rigid sails, wind powered, airfoil, aerodynamic coefficients, velas rígidas, energía eólica, perfil aerodinámico, coeficientes aerodinámicos, CFD

Tipo de artículo:

ARTICULO DE INVESTIGACION / RESEARCH ARTICLE

Sección:

ARTICULOS DE INVESTIGACION / RESEARCH ARTICLES

La industria naviera cada vez tiene más en cuenta aspectos ligados a la sostenibilidad como el de "navegación ecológica" y "navegación con cero emisiones", estrechamente relacionados con la reducción del consumo de combustibles fósiles para mitigar su impacto ambiental. En este sentido, el uso de energías renovables se percibe cada vez más como parte del mix energético, siendo el uso de velas rígidas (energía eólica) una de las alternativas ensayadas como sistemas auxiliares de propulsión. En este trabajo se estudia la optimización fluido-mecánica del perfil aerodinámico que define la geometría de la vela rígida. Para ello, se desarrolló una metodología de cálculo de los coeficientes aerodinámicos de la vela rígida para cualquier posición de la misma con respecto al viento en función del perfil aerodinámico ensayado. Una vez modelados los coeficientes aerodinámicos para varios ángulos de ataque, los componentes de empuje y vuelco generados por la fuerza de la vela en el barco se calcularon antes y después de la entrada en pérdida, empleando para ello métodos CFD (Dinámica de Fluidos Computacional) y modelos experimentales, respectivamente. A partir de los resultados obtenidos, se pueden establecer las siguientes dos conclusiones principales. i) El uso de la vela en condiciones post-pérdida para ángulos de incidencia elevados (> 90°) mejora sustancialmente el empuje generado en el barco. Para ángulos de incidencia pequeños, se recomienda colocar la vela en un ángulo de ataque menor al de entrada en pérdida del perfil aerodinámico. ii) Dentro de la serie simétrica NACA de cuatro dígitos, el perfil aerodinámico simétrico NACA 0015 resultó ser la mejor opción para definir geométricamente la sección transversal de la vela rígida, ya que proporcionó el mayor empuje posible y minimizó la fuerza de vuelco sobre la embarcación.

Palabras Clave: velas rígidas, energía eólica, perfil aerodinámico, coeficientes aerodinámicos, CFD