Como o pássaro mais pesado da Terra inspira os cientistas a construir turbinas eólicas melhores

Os engenheiros estão descobrindo novas maneiras de tornar as turbinas eólicas mais eficientes, roubando sugestões de projeto de uma das aves aéreas mais pesadas do mundo, o condor andino. Isso depende Nova pesquisa Publicado em revista acadêmica energia.

Segundo os autores, adicionar “winglets” ou pontas curvas – que lembram as pontas das asas dos condores – às extremidades das pás das turbinas eólicas existentes poderia aumentar a produção de energia em cerca de 10%. Este é um enorme ganho, especialmente considerando que a maioria dos parques eólicos inclui dezenas, senão centenas, de turbinas individuais.

“A adição deste novo retrofit, inspirado na ave mais pesada do mundo, o condor andino, visa aumentar a produção de energia das turbinas eólicas, ao mesmo tempo que requer apenas um modesto investimento de capital”, afirmaram os investigadores, liderados por Khashiar Rahnamaibhambari, da universidade. Alberta. “Os resultados indicam que adicionar esse retrofit resulta em um aumento de 9,69% na produção de energia.”

O condor andino merece a atenção da comunidade de engenharia aeroespacial. Primeiro, a aerodinâmica do condor permite-lhe planar distâncias de até 250 quilómetros (150 milhas) sem bater as asas. Isto é essencial para os necrófagos aéreos, uma vez que os seus corpos grandes (até 16 kg/35 lb) significam que cada bater das suas asas tem um elevado custo metabólico. Os dados indicam que os condores batem as asas menos de 1% do tempo durante o voo.

Parte da solução da evolução para manter os condores voando por longas distâncias são as pontas das asas curvas e voltadas para cima, que podem ser encontradas na extremidade de suas asas. Isso os ajuda a usar “térmicas”, ou colunas verticais de ar quente ascendente, para mantê-los no alto enquanto consomem pouca energia. Na verdade, os abutres andinos gostam de empoleirar-se em lugares altos, como penhascos rochosos, onde podem facilmente lançar-se num padrão de voo planado prolongado enquanto procuram por carniça.

Este recurso exclusivo de design de “aerofólio” tem sido usado em outras aplicações de engenharia. Pode ser encontrado, por exemplo, na maioria das aeronaves modernas – tanto aeronaves comerciais como militares. “Adicionar aerofólios às asas de aeronaves resulta em uma diminuição no coeficiente de arrasto induzido e aumenta os momentos de flexão perto da ponta”, dizem os pesquisadores.

Mas os engenheiros estão agora a explorar como os designs bioinspirados e biomiméticos podem ajudar a desenvolver moinhos de vento mais eficientes. Esta é uma boa notícia para a comunidade da energia sustentável, uma vez que muitos projectos de turbinas eólicas ainda procuram um caminho para a viabilidade económica.

O condor andino é um exemplo de ave voadora. Aves voadoras – como condores, águias, falcões, albatrozes, gaivotas, cegonhas e gansos-patolas – geralmente contam com suas asas grandes e penas divididas na ponta das asas para mantê-las em vôo com poucas batidas. É uma das maiores aves voadoras do mundo.

Outras formas de asas encontradas no reino animal aéreo incluem elípticas, de alta velocidade e flutuantes. Asas elípticas – encontradas em corvos, melros, corvos, tordos e pardais – são otimizadas para rajadas curtas e de alta velocidade. As asas ovais permitem voos acrobáticos, permitindo que os pássaros dêem cambalhotas, rolem e mergulhem com relativa facilidade.

Os designs de asas de alta velocidade, que tendem a ser longas e finas, permitem um voo rápido, ao mesmo tempo que mantêm altas velocidades por longos períodos de tempo. Exemplos de pássaros que possuem esse tipo de asas incluem patos, falcões, andorinhões e maçaricos.

Finalmente, as asas flutuantes, como as de um beija-flor, são adaptadas para movimentos rápidos e rápidos, permitindo que pássaros com esse desenho aparentemente flutuem em um único ponto no espaço por longos períodos de tempo.

Cada um desses tipos de asas contém pistas valiosas para engenheiros que buscam soluções criativas para os desafios da aviação da humanidade.