¿Por qué algunos motores a reacción tienen “dientes” en la tobera de escape?

¿Te has preguntado que son esos “dientes” en la tobera del escape de los motores? Es una característica que ha empezado a implementarse en aviones de nueva generación, el nombre correcto de esta característica es tobera chevron, o chevron nozzle en inglés. Te darás cuenta que un cambio tan “pequeño” en el diseño trae consigo grandes beneficios.

Los aviones más notables donde se encuentra este diseño de toberas de escape son los nuevos aviones producido por la compañía americana Boeing, específicamente en los modelos B747-8, B787 y B737 MAX.

Imágenes de Werid y Ain

El diseño chevron se implementó en las toberas gracias a que reduce los niveles de ruido producido por los gases salientes del motor a reacción en aproximadamente 1 Db, equivale a una reducción del 10%. Fue desarrollado en conjunto con Boeing, la NASA y General Electric.

La contaminación acústica se ha convertido en un punto muy a tomar en cuenta a lo largo de los años al aumentar el tráfico aéreo, especialmente en los aeropuertos más congestionados del mundo. Como se puede ver en la siguiente imagen, el área circundante (área sombreada de color verde) al aeropuerto internacional LaGuardia (Queens, Nueva York) tiene una contaminación acústica tal que equivaldría a un grupo de gente conversando en voz muy alta, un restaurante abarrotado, un teléfono sonando cerca del oído.

Imagen de PropertyShark

¿Cómo funcionan las toberas chevron? El diseño de los bordes produce vórtices controlados, que se forman al mezclar el aire que pasa al redor y a través del motor. Los vórtices encapsulan los gases salientes del motor, esto hace que el sonido producido quede encapsulado de la misma forma entre estos vórtices. ¿la forma tiene algún beneficio aerodinámico? No, todo lo contrario, la formación de vórtices requiere de energía, la energía que se utiliza en producir los vórtices le resta empuje al motor, aunque muy levemente.

El diseño de tobera chevron al reducir el nivel de ruido le permite al fabricante poder reducir también gran cantidad de material aislante de ruido de las paredes de las aeronaves, esto es traducido en una reducción significativa del peso del avión. Este diseño en las toberas le permite ahorrar 600 libras, aproximadamente 270 kilogramos, en material aislante en el Boeing B787. Gracias a la reducción de peso el motor no necesita operar a tan altas configuraciones de potencia, lo que resulta en una reducción, mínima pero significativa, de combustible.

Artículo redactado por: Rafael Paccieri F.

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