A medida que continúa el desarrollo económico de China, la demanda de energía crece junto con él. Satisfacer esta demanda de energía a través de combustibles fósiles se está volviendo cada vez más indeseable, porque plantea riesgos ambientales y climáticos.

Una solución es adoptar fuentes de energía renovable, como la energía eólica, y ha experimentado un rápido crecimiento en China durante la última década. Pero muchos parques eólicos se están construyendo en regiones de alta actividad sísmica.

En Revista de Energía Renovable y Sostenible , investigadores de la Universidad de Changzhou y la Universidad Tecnológica de Beijing presentan su trabajo que explora los comportamientos dinámicos de las turbinas eólicas sometidas a cargas combinadas de viento y terremotos.

El grupo descubrió que los cambios en el viento aumentan y disminuyen la amplitud de respuesta de la turbina eólica ante terremotos débiles y fuertes, respectivamente.

"El ángulo de entrada de los terremotos influye en la respuesta sísmica de las turbinas eólicas, debido a la asimetría de la amortiguación aerodinámica y la rigidez de las aspas", dijo Xiuli Du, coautor de la Universidad Tecnológica de Beijing. "El movimiento del suelo del viento y el terremoto inducen la vibración de las turbinas eólicas, especialmente las palas, lo que cambia la carga aerodinámica que actúa sobre las palas".

Las turbinas eólicas modernas a gran escala utilizan tecnología de control de velocidad variable y paso variable, lo que significa que su comportamiento dinámico se ve afectado por el controlador.

"En consecuencia, la respuesta dinámica de las turbinas eólicas bajo la excitación del viento y el terremoto muestra el efecto de acoplamiento de la aeroservoelasticidad:las interacciones entre las fuerzas inerciales, elásticas y aerodinámicas que ocurren cuando un cuerpo elástico se somete a un flujo de fluido", dijo Du. "El viento y el movimiento del suelo también son campos vectoriales aleatorios, con complejas incertidumbres espaciales y de dominio del tiempo involucradas cuando se combinan".

Sorprendentemente, los investigadores descubrieron que el viento ejerce simultáneamente una carga dinámica y un efecto de amortiguación en la respuesta sísmica de las turbinas eólicas. Por lo tanto, advierten que considerar solo uno de estos dos efectos podría llevar a conclusiones inexactas o incluso erróneas.

"Nuestro trabajo puede guiar la determinación de combinaciones de viento y terremoto para el diseño sísmico de turbinas eólicas y ayudar directamente a diseñar estructuras de turbinas eólicas", dijo Du.

Las torres de soporte de turbinas eólicas ubicadas dentro de áreas sísmicamente activas de China no suelen incluir soportes redundantes, por lo que si una falla, puede provocar el colapso de las turbinas.

"Mientras convierten la energía eólica en electricidad, las turbinas eólicas están en estado operativo durante la mayor parte de su vida útil, lo que hace que sea importante estudiar el comportamiento dinámico de las turbinas eólicas bajo la carga del viento y los terremotos", dijo Du.