06/05/2019 - ¿Por qué los aerogeneradores tienen tres palas estrechas, pero los ventiladores de techo tienen cinco palas anchas?

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Dale E. Berg, miembro del personal técnico del departamento de tecnología de energía eólica de los Laboratorios Nacionales Sandia, responde

Las diferencias entre el aerogenerador y las palas de los ventiladores de techo surgen de los criterios de diseño contrastados: el aerogenerador está diseñado para captar el viento a alta velocidad y generar electricidad de forma eficiente; el ventilador de techo necesita mover el aire a baja velocidad con componentes de bajo coste.

Para mantener bajos los costes de la transmisión, un aerogenerador debe captar la energía del aire en movimiento y girar a una velocidad relativamente alta, dentro de unos límites que eviten la generación excesiva de ruido. (Una rotación lenta aumentaría el par y requeriría componentes de transmisión más pesados y caros). Esta conversión de energía de alta eficiencia dicta el uso de palas de turbina tipo ascensor, similares a las alas de un avión, de formas de perfil retorcido y cónico. El diseño de la pala crea una diferencia de presión en el viento -alta presión en un lado y baja presión en el otro- que hace que las pala giren. Una combinación de consideraciones estructurales y económicas impulsa el uso de tres palas delgadas en la mayoría de los aerogeneradores: el uso de una o dos palas significa una dinámica estructural más compleja, y más palas significa un mayor gasto para las palas y los accesorios de las palas en el aerogenerador.

El ventilador de techo, por otro lado, está construido para mantener a los ocupantes de una habitación cómoda moviendo el aire suavemente. Sus ingenieros trabajan para minimizar el ruido mientras el ventilador gira a baja velocidad (por razones de seguridad) y para mantener bajos los costes de construcción y, por lo tanto, el precio de compra. La eficiencia energética no es una preocupación primordial, porque la operación es barata -un ventilador de techo típico que funciona las 24 horas del día consume alrededor de 60 kilovatios-horas al mes, con un costo promedio de electricidad de alrededor de seis dólares. Por esta razón, la mayoría de los ventiladores de techo incorporan aspas que son dispositivos de arrastre comparativamente ineficientes; la rotación de las aspas inclinadas empuja el aire verticalmente fuera del camino. Las cuchillas anchas y planas son baratas de construir y funcionan bien como dispositivos de arrastre. Más hojas son mejores, hasta cierto punto, y la disposición habitual de cuatro o cinco hojas es el resultado de equilibrar los compromisos entre eficiencia y gasto.

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