Análisis y evaluación de la eficiencia de doce tipos de perfiles aerodinámicos naca en túnel de viento bajo condiciones de viento variable y estable en la EPIER-sede Ayabacas - Juliaca.

Abstract

La eficiencia aerodinámica y eléctrica de los perfiles aerodinámicos representa un factor clave en el diseño de aerogeneradores de baja potencia, especialmente en regiones con viento variable como Juliaca. En este contexto, la presente investigación tuvo como objetivo general analizar y evaluar la eficiencia de doce perfiles aerodinámicos NACA aplicables a aerogeneradores de eje horizontal, bajo condiciones de viento variable y estable. Para alcanzar dicho propósito, se aplicó una metodología combinada que incluyó simulaciones computacionales en el software QBlade para el análisis aerodinámico, la fabricación de modelos a escala mediante impresión 3D con filamento PLA, y pruebas experimentales en túnel de viento, registrando la tensión y corriente generadas para estimar la eficiencia eléctrica de cada perfil. Los análisis aerodinámicos se enfocaron en la obtención de los coeficientes de sustentación (Cl), arrastre (Cd) y la relación sustentación/arrastre (L/D). Los resultados más relevantes mostraron que el perfil NACA 0008-34 alcanzó la mayor eficiencia aerodinámica con una relación L/D de 5.476 a 8?m/s; sin embargo, no presentó un buen desempeño eléctrico. En cambio, los perfiles NACA 63(2)A-015 y NACA 64(1)-212 MOD A obtuvieron las mayores eficiencias eléctricas, ambas del 21.7?%, a velocidades de viento entre 8 y 9?m/s. En conclusión, se demostró que los perfiles asimétricos y modificados presentan un mejor equilibrio entre sustentación y arrastre, resultando más adecuados para maximizar la generación eléctrica. Los resultados obtenidos validan la efectividad de la metodología empleada y aportan al diseño de turbinas eólicas eficientes, adaptadas a contextos de viento variable y baja densidad energética como el altiplano peruano.