El problema: sacar más energía a un mismo viento
Una turbina eólica convierte en electricidad la parte de la energía del viento que consigue capturar su rotor. Cuanto mejor se comporte el aire al pasar por las aspas, más energía se extrae con el mismo viento, y de ahí el interés constante por cambiar su forma.
La investigación partió de una observación sencilla: las superficies perfectamente lisas no siempre son las más eficientes para desplazarse a través de un fluido. Según los antecedentes del estudio, las aletas de las ballenas jorobadas contienen irregularidades que pueden favorecer el control del flujo. Estos animales pueden alcanzar las 30 toneladas de peso y desplazarse por el océano con una agilidad sorprendente, y sus enormes aletas pectorales presentan protuberancias en los bordes que ayudan a modificar el comportamiento del agua a su alrededor.
Los científicos se inspiraron en una solución que, según el texto, la evolución perfeccionó durante millones de años. La pregunta era si esa lección podía trasladarse al diseño de un objeto tan distinto como un aspa de turbina.
La respuesta: irregularidades inspiradas en la biología
Los investigadores no copiaron literalmente las aletas de las ballenas. Adaptaron algunos de sus principios geométricos y los combinaron con modificaciones superficiales. El resultado fue un prototipo que conserva la forma general del aspa y añade pequeños detalles, en lugar de un diseño completamente nuevo.
Para comparar las dos opciones fabricaron dos conjuntos de aspas mediante impresión 3D: uno con geometría convencional y otro modificado. El modelo modificado incorporaba cinco ondulaciones sinusoidales de 20 milímetros de amplitud en el borde posterior, además de pequeñas hendiduras de cinco milímetros en la superficie superior. Ambos conjuntos usaban el perfil aerodinámico NACA 4412, un diseño habitual en estudios de alas y turbinas, lo que permite que la comparación se centre en las modificaciones introducidas.
Esta combinación de ideas biológicas con fabricación aditiva es el núcleo técnico del trabajo. Las modificaciones son pequeñas, pero el estudio sostiene que bastan para cambiar el comportamiento aerodinámico del conjunto.
Las pruebas: más potencia y algo menos de ruido
Los ensayos se hicieron en un túnel de viento, con velocidades de entre 4 y 11 metros por segundo y seis ángulos de ataque diferentes. Las aspas modificadas alcanzaban velocidades de rotación superiores, un primer indicio de que la modificación afectaba al flujo de aire.
A 8,8 metros por segundo, la turbina biomimética generó 14,98 vatios, frente a los 13,72 vatios del diseño tradicional, lo que el texto cifra en aproximadamente un 9,2% más. La diferencia se amplía a 30 grados de ángulo de ataque, donde el coeficiente de potencia del modelo convencional fue de 0,062 y el del modificado de 0,096.
Cercana al 56% mejora del coeficiente de potencia a 30 grados, según la cifra recogida en el estudio.
En cuanto al ruido, las aspas convencionales registraron entre 79,2 y 89 decibelios, mientras que el diseño modificado se movió entre 77 y 86 decibelios. El estudio reporta una reducción del nivel de presión sonora de 2,99% a 30 grados. Las mediciones se hicieron con una aplicación de teléfono móvil, cuya precisión es aproximadamente de dos decibelios, por lo que estas cifras deben leerse con cautela.
Qué significa y dónde están sus límites
Según el texto, el experimento abre la posibilidad de desarrollar turbinas pequeñas más eficientes y silenciosas, siempre que futuros ensayos confirmen las ventajas. La lectura prudente es que la estructura desarrollada por la evolución para nadar ofrece pistas para aprovechar mejor el viento, sin que eso equivalga a una tecnología lista para usar.
No significa que la turbina produjera un 56% más de electricidad en todas las circunstancias, sino que su rendimiento aerodinámico fue considerablemente superior bajo determinadas condiciones de ensayo. Esa distinción es importante, porque las mejoras medidas en un túnel no siempre se mantienen cuando el aire es irregular.
Los propios autores reconocen límites relevantes. No corrigieron los efectos de bloqueo provocados por las paredes del túnel y admiten que la estructura de soporte podía alterar el rendimiento. Además, las aspas modificadas no se probaron en exteriores ni en condiciones atmosféricas reales, y los resultados no pueden trasladarse directamente a los grandes aerogeneradores comerciales.
Lo que viene: ensayos más precisos y en el mundo real
Los autores señalan que en futuras investigaciones será necesario mejorar las mediciones del flujo de aire, reducir las interferencias del montaje y utilizar instrumentos acústicos más precisos. Son tres frentes concretos que determinarán si las ventajas observadas resisten un escrutinio mayor.
Queda también por comprobar cómo responderían las aspas ante ráfagas, turbulencias atmosféricas, lluvia y desgaste prolongado. Hasta que esas pruebas se hagan, el trabajo, publicado en 2025 en la revista científica Wind Energy, debe entenderse como la demostración de una idea prometedora y no como un producto preparado para el mercado.
Por la redacción de GUAY.news.
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