Objetivo: reducir el ruido en los lanzamientos espaciales
Investigadores de la Universitat Politècnica de València están desarrollando, para la Agencia Espacial Europea (ESA), un proyecto pionero cuyo objetivo es conseguir una reducción significativa del ruido en el entorno de la plataforma de lanzamiento durante el despegue de cohetes. Para ello, trabajan en el diseño de nuevas estructuras capaces de desviar el sonido en otras direcciones, evitando así que la reflexión directa del sonido sobre la base regrese e incida sobre la nave. Estas estructuras, denominadas cristales de sonido, están formadas por una distribución ordenada de objetos dispersores (como cilindros o esferas), y presentan propiedades únicas por lo que respecta a la propagación de ondas, como la imposibilidad de transmitir determinadas bandas de frecuencia.
El grupo de trabajo de la UPV, coordinado por Víctor Sanchez Morcillo, Catedrático de Física Aplicada y Director del Master en Ingeniería Acústica de la UPV en el campus de Gandia, ha trabajado durante los últimos años en el estudio de estas estructuras para otras aplicaciones, y centra ahora su trabajo en su uso para mitigar el ruido en el contexto aeroespacial.
El proyecto pretende aplicar los conocimientos desarrollados sobre cristales de sonido, donde represente una alternativa real a otros métodos utilizados. Entre estos métodos, uno de los pocos que ha demostrado cierta eficiencia y que se usa en la actualidad consiste en liberar grandes cantidades de agua en el entorno del cohete durante la ignición. Este mecanismo, que también está siendo estudiado por los investigadores de la UPV, con buenos resultados, podría aplicarse conjuntamente con los cristales de sonido, combinando los efectos de absorción y dispersión del sonido y aumentando la efectividad del sistema de absorción de ruido.
Financiado por la ESA mediante un contrato del programa ITI, el trabajo de los investigadores de la UPV se encuentra en una fase inicial, de prueba de concepto, que de ser exitosa proseguirá hasta su desarrollo mediante el estudio de modelos más realistas, primero a escala y, posteriormente, si llega el caso, en una base de lanzamiento real, como son las del Ariane 5 o Vega, que la ESA tiene operativas en la actualidad.
El proyecto aglutina a investigadores de tres centros de la Universitat Politècnica de València: el Instituto de Investigación para la Gestión Integrada de Zonas Costeras (IGIC) del campus de Gandia, el Instituto Universitario de Matemática Pura y Aplicada y el Centro de Tecnologías Físicas en la UPV.
Casi como un terremoto o una erupción volcánica
Según señala Víctor Sánchez, el lanzamiento de un cohete o transbordador espacial representa un reto científico y técnico de gran envergadura, en el que se dan circunstancias muy especiales y difíciles de encontrar en cualquier otro contexto.
“La situación tiene algo de paradójica. Por una parte, la principal misión de un cohete en la actualidad es poner en órbita dispositivos como satélites y antenas, e incluso experimentos científicos que requieren de un entorno de ingravidez, cada vez más refinados y sensibles. Por otra parte, los niveles de ruido y vibración alcanzados durante el momento del despegue son los más elevados nunca producidos por el ser humano, solo superados por algunos eventos naturales extremos como terremotos y erupciones volcánicas violentas. Hablamos de niveles próximos a los 200 dB, y temperaturas de miles de grados provocados por el chorro de gases en combustión que propulsan la nave”, apunta Sánchez Morcillo.
Tal y como explica el profesor de la UPV, hasta ahora, el ruido durante el despegue no pasaba de ser algo molesto y el problema se solucionaba con situar los puestos de control suficientemente lejos para que este fuese tolerable. Pero la situación está cambiando.
“Mientras que la tecnología asociada a los que se pretende poner en órbita evoluciona muy rápidamente, los métodos para el control del ruido en el despegue han evolucionado muy poco, en parte porque las técnicas convencionales son difícilmente aplicables en un entorno acústico tan hostil. Nuestro trabajo pretende ofrecer una solución a este reto científico”, concluye Víctor Sánchez.