Vibraciones Libres De Palas De Turbinas Eólicas De Materiales Compuestos Considerando Cinemática No Lineal Mediante Modelos De Elementos Finitos.

Abstract

La generación de energía eólica está exigiendo un salto tecnológico tal que en las palas de las
turbinas eólicas se deberá ir a rangos de tamaño aún no desarrollados. Surge la necesidad de mayores
exigencias de rigidez y resistencia. Los laminados de epoxi y fibras de carbono son materiales
compuestos que pueden cubrir estas necesidades. Los cambios de rigidez debidos a las cargas
membranales aplicadas, tal como es el caso de los rotores de helicópteros, es un fenómeno estudiado
en la literatura por diversos autores; no así para el caso de las palas de turbinas eólicas, especialmente
en los nuevos tamaños a desarrollar.
En un trabajo anterior los autores han presentado un código de elementos finitos para analizar la
incidencia de esfuerzos membranales en las frecuencias naturales de oscilación libre de elementos
estructurales de materiales compuestos ortótropos, y lo han aplicado en ejemplos de elementos
estructurales con trayectorias de equilibrio lineales.
En este trabajo se presentan modelos de elementos finitos con los que se obtienen curvas de
incidencia de los esfuerzos membranales en las frecuencias naturales de vibración de palas de turbinas
eólicas. Se consideran los efectos membranales originados por las fuerzas centrífugas y por las fuerzas
originadas por el viento. Se realiza un análisis para un amplio rango de variación de la longitud de la
pala, así como también de la velocidad de rotación.