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Un nuevo anemómetro agiliza las mediciones del viento para los aviones más pequeños

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Los ingenieros han desarrollado un sensor de viento para drones y aeronaves autónomas que es ligero, de bajo consumo, de baja resistencia y más sensible a los cambios de presión que los tipos convencionales.

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A medida que aumenta la demanda de aviones autónomos, se necesitan mejores sensores de viento -anemómetros- para facilitar que estos vehículos perciban los cambios meteorológicos y realicen despegues y aterrizajes más seguros, según los investigadores

Estas mejoras podrían mejorar el uso del espacio aéreo local por parte de los ciudadanos, ya sea con drones que entreguen paquetes o con pasajeros que vuelen algún día en aviones no tripulados, explica Marcelo Dapino, coautor del estudio y profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Ohio. La investigación del equipo se publica en Frontiers in Materials.

"Nuestra capacidad de utilizar el espacio aéreo para mover o transportar cosas de manera eficiente tiene enormes implicaciones sociales", dijo Dapino en un comunicado. "Pero para hacer funcionar estos objetos voladores, es necesario disponer de mediciones precisas del viento en tiempo real, tanto si el vehículo está tripulado como si no lo está"

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Además de ayudar a los objetos aéreos a cruzar largas distancias, las mediciones precisas del viento también son importantes para la previsión energética y la optimización del rendimiento de las turbinas eólicas, dijo

Leon Headings, coautor del estudio e investigador asociado en ingeniería mecánica y aeroespacial en el Estado de Ohio, dijo que el instrumento se fabricó con materiales inteligentes. El equipo utilizó fluoruro de polivinilideno (PVDF), que tiene propiedades piezoeléctricas que pueden alimentar el dispositivo. El voltaje medido o el cambio en la capacitancia de un trozo de película flexible de PVDF puede correlacionarse con la velocidad del viento.

El sensor de PVDF se incorpora a una lámina de aire, lo que reduce la resistencia aerodinámica. Como el perfil aéreo puede girar libremente, puede utilizarse para medir la dirección del viento

Para probar su dispositivo, los investigadores diseñaron un experimento con dos vertientes. Primero probaron el sensor de presión en una cámara sellada para determinar su sensibilidad. A continuación, el sensor se incorporó a un perfil aéreo y se probó en un túnel de viento. Los resultados mostraron que el sensor mide muy bien la presión y la velocidad del viento. Una pequeña brújula magnetométrica digital integrada en el perfil aerodinámico proporciona datos precisos sobre la dirección del viento midiendo la orientación absoluta del perfil aerodinámico en relación con el campo magnético de la Tierra.

Hay que seguir investigando para que el concepto de sensor de viento pase de un entorno de investigación controlado a aplicaciones comerciales. Mientras su equipo sigue trabajando con el PVDF y otros materiales avanzados para mejorar la tecnología de los sensores, Dapino espera que su trabajo conduzca finalmente a una tecnología que pueda utilizarse fuera de las aeronaves, como por ejemplo en las turbinas eólicas.

"Se trata de materiales muy avanzados que pueden utilizarse en muchas aplicaciones", afirma Dapino. "Nos gustaría aprovechar esas aplicaciones para llevar la generación de energía eólica compacta a los hogares"