Cada vez que una embarcación surca los yeguas, le acompaña un ruido continuo bajo el agua: el de las hélices que la impulsan. El problema sonoro de las hélices en los ecosistemas marinos. está identificado académicamente desde 2004, pero su razón de ser todavía anterior: la primera vez que analizaron su causante Fue en 1893.
Lo que no hay es solución a ese perturbador sonido de baja frecuencia que se propaga durante kilómetros molestando a peces, cetáceos y otros seres vivos marinos. Y su razón de ser todavía anterior: la primera vez que se analizó la cavitación fue en 1893. Un equipo de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Kiel se ha propuesto remediarlo con su proyecto minkav.
Breves apuntes sobre cavitación. Para entender el problema antes hay que constatar qué sucede en las palas de una hélice cuando giran a alta velocidad. Con su movimiento, las palas generan una diferencia de presión entre sus caras. Así, en la cara trasera la presión cae tanto que el agua cambia de estado, pasando de líquido a gas. Más concretamente, a millas de pequeñas burbujas de vapor.
El problema está en cuando esas burbujas salen de esa zona de baja presión: entonces implosionan violentamente volviendo al estado líquido, lo que causa ondas de presión que se transmiten a gran velocidad por el agua. Si las ondas chocan con una superficie, pueden deteriorarse considerablemente. El fenómeno de la cavitación va acompañado de vibraciones y ruidos, como si fuera grava cayendo sobre una máquina. Este sonido es de banda ancha, con componentes de baja frecuencia capaces de viajar grandes distancias.
¿Por qué es importante?. De todas las contaminaciones acuáticas posibles, la acústica de origen humano es la menos convencional, pero sus efectos. están documentados. Un par de ejemplos concretos de la importancia del sonido para las especies acuáticas: las ballenas usan el sonido para comunicarse, orientarse y cazarlos peces para trabajos tan esenciales como detectar depredadores o el desove y los crustáceos son sensibles a la vibración en el fondo.
Para hacernos a la idea de la magnitud del problema, según la Cámara Internacional de Navegación hay aproximadamente 50.000 buques mercantes operando continuamente por todo el planeta y todos ellos emiten ese sonido. No es algo puntual. Y el equipo de investigación añade una vuelta de tuerca: una hélice con menos cavitación no solo es menos ruidosa, también puede ser potencialmente más eficiente (la cavitación es energía mecánica desperdiciada). Menos ruido y menos emisiones.
El hallazgo. El equipo de HAW Kiel ha identificado en qué momento se origina el problema: el pico sonoro no ocurre cuando se forma la burbuja, sino justo al final del colapso. Y su intensidad depende directamente de la velocidad a la que ese colapso se produce. Cuanto más rápido, más fuerte es el golpe.
Ilustración de fuentes sonoras humanas, animales marinos y ambientales en el medio marino, con ondas sonoras proporcionales. Oficina Nacional de Administración Oceánica y Atmosférica
Cómo lo están haciendo. Los experimentos se están llevando a cabo en el Laboratorio de Hidrodinámica Naval de la universidad alemana, en una especie de acuario con una hélice en miniatura, de modo que pueden reproducir las condiciones de flujo en torno a la hélice. Equipados con micrófonos subacuáticos y cámaras de alta velocidad, han determinado dónde y cuándo se produce ese pico de ruido.
El paso siguiente son simulaciones computacionales para experimentar con el diseño de diferentes geometrías de hélices para reducir el ruido sin sacrificar el rendimiento, la eficiencia ni la durabilidad. La solución más obvia, la de bajar las rpm, no es una opción: un barco comercial no puede permitirse ir más despacio.
Asignaturas pendientes. No obstante, MinKav empezó en enero de este año, tendrá una duración de tres años y un presupuesto de 390.000 euros, modesto para un problema de escalada global. Incluso aunque MinKav llegara a buen puerto, habría que pasar del laboratorio al escalado en un buque comercial.
En Xataka | Un español ha patentado un mástil que transforma viento y olas en electricidad: su invento desafía al diésel en los barcos
En Xataka | Una “roomba” para limpiar ríos: el barco que la presa de las Tres Gargantas ha puesto en marcha en China
Portada | Pexels
