I + D    Aeroespacial

Este sistema reduce el ruido de los cohetes espaciales en los lanzamientos

Diseñado por un investigador de la Universidad Politécnica de Valencia, su prototipo permite maximizar la absorción y dispersión del sonido y, de esta manera, mitigar los niveles de presión sonora

19 JUN. 2020
6 minutos
Uno de los lanzamientos de la Agencia Espacial Europea.
Uno de los lanzamientos de la Agencia Espacial Europea.

Investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV) han desarrollado un nuevo sistema para reducir el ruido de los cohetes espaciales durante las primeras fases de su lanzamiento. “En un lanzamiento de cohetes espaciales se alcanzan más de 150 decibelios 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 eventos naturales como los terremotos”, explica Iván Herrero, el autor de este proyecto.

Este el resultado principal de la tesis con calificación cum laude de Iván Herrero Durá (doctor en Matemáticas por la UPV), que ya ha sido publicada en la revista Applied Sciences y para la que ha desarrollado un prototipo en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA).

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

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.

Prototipo

El prototipo ideado por Iván Herrero, bajo la supervisión de sus directores de tesis, se basa en un array de resonadores de Helmholtz que permiten maximizar la absorción y dispersión del sonido y, de esta manera, mitigar los niveles de presión sonora generados en estos eventos en el contexto aeroespacial.

“La presencia de los resonadores de Helmholtz, así como su distribución específica, provoca una reducción en la velocidad de la propagación del sonido. Esto se debe al rozamiento de las ondas acústicas con las paredes de los resonadores, lo que provoca la ralentización. 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 un promedio de 20 decibelios”, explica Iván Herrero.

A pesar de la relevancia de este 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 el impacto es todavía escaso. Y a este déficit es al que responde la investigación desarrollada en el campus de Gandia de la UPV y en la Agencia Espacial Europea.

La tesis de Iván Herrero fue dirigida por Rubén Picó Vila, Víctor Sánchez Morcillo y Lluís García Raffi, de la Universitat Politècnica de Valènca, y por Vicente Romero García, del Laboratoire d’Acoustique de l’Université du Maine (en Francia). Además, 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 ESA dentro 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.