Diseñan un sistema para reducir el ruido de los cohetes espaciales en los lanzamientos

26/06/2020

Ciudad Politécnica de la Innovación (CPI)

Un equipo de investigadores del campus de Gandia de la Universitat Politècnica de València (UPV) ha desarrollado un nuevo sistema para reducir el ruido de los cohetes espaciales durante las primeras fases de su lanzamiento

El proyecto, resultado principal de la tesis de Iván Herrero Durá, doctor en Matemáticas por la UPV, ha sido desarrollado en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA). El trabajo de Herrero, defendido el pasado mes de mayo con la calificación de sobresaliente cum laude, ha sido publicado en la revista Applied Sciences.

La tesis se centra, en concreto, en la investigación de métodos que permitan reducir la carga acústica a la que están sometidos los cohetes espaciales durante las primeras fases del lanzamiento (ignición de motores y despegue).

Como explica Herrero, en esos momentos, los niveles de presión acústica experimentados por los vehículos espaciales “son extremadamente elevados y pueden afectar significativamente a estructuras ligeras transportadas como paneles solares y antenas, lo que hace necesario reducir la carga de sonoridad.

El mayor nivel sonoro producido por el ser humano

“En un lanzamiento de cohetes espaciales”, señala el investigador de la UPV, “se alcanzan más de 150 dB de nivel de presión sonora a ciertas frecuencias. Se trata del evento sonoro de mayor nivel producido por el ser humano, únicamente superado por algunos acontecimientos naturales como los terremotos”.

El intenso sonido generado por las fuentes primarias, el motor y el chorro, aumenta aún más por la reflexión en el fondo del canal de la base de lanzamiento, que actúa como un espejo desde el punto de vista acústico, y devuelve la energía liberada al cohete y a las estructuras que transporta, con las consecuencias económicas y de seguridad que ello conlleva. El dispositivo diseñado durante la tesis de Iván Herrero podría utilizarse para reducir considerablemente las reflexiones por el fondo del canal de la base de lanzamiento.

Su prototipo, capaz de reducir un promedio de 20 dB

El prototipo ideado por Iván Herrero bajo la supervisión de sus directores de tesis se basa en una distribución de resonadores de Helmholtz que permiten maximizar la absorción y dispersión del sonido y, de esta manera, mitigar los niveles de presión sonora a los que los cohetes son expuestos durante las primeras fases del lanzamiento.

“La presencia de los resonadores de Helmholtz”, indica, “así como su distribución específica, provoca una reducción en la velocidad de la propagación del sonido” e introduce las pérdidas necesarias para una absorción perfecta. El diseño de este sistema se realizó a través de una optimización para un rango de frecuencias concreto, dentro del cual se ha conseguido reducir el sonido reflejado “un promedio de 20 decibelios”, explica Herrero.

A pesar de la relevancia del problema, el conocimiento sobre las características de las fuentes, el comportamiento de las instalaciones de suelo en referencia a la dispersión, difusión y absorción del sonido, y las posibles medidas para mitigar su impacto, es todavía escaso. Es este déficit al que ayuda a responder la investigación desarrollada en el campus de Gandia de la UPV con la colaboración de la ESA.

La tesis de Iván Herrero fue dirigida por Rubén Picó Vila, Víctor Sánchez Morcillo y Lluís García Raffi, de la UPV, y Vicente Romero García, del Laboratoire d’Acoustique de l’Université du Mans (Francia).

PROGRAMA NPI

Iván Herrero ha desarrollado parte de su trabajo de investigación en el centro técnico de la ESA en Holanda, gracias al acuerdo firmado entre la UPV y la propia agencia espacial en el marco del programa Networking/Partnering Initiative (NPI), en el que participan universidades e institutos de investigación en tecnologías avanzadas con aplicaciones potenciales en el espacio.

Durante la realización de la tesis, Iván realizó dos estancias de investigación en el Centro de Investigación y Tecnología Espacial (ESTEC) de la ESA.

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