image: Researchers at the Gandia campus of the Universitat Politècnica de València (UPV) have developed a new system to reduce the noise of space rockets during the first phases of launching. The prototype was presented by Iván Herrero, Doctor in Mathematics by UPV in his doctoral thesis, and will increase the safety of launching of space vehicles view more
Credit: 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.
"En un lanzamiento de cohetes espaciales 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 eventos naturales como los terremotos", explica Iván Herrero.
Además, 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).
PROGRAMA NPI
Iván Herrero ha desarrollado parte de su trabajo de investigación en el centro técnico de la Agencia Espacial Europea (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.
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Applied Sciences