En las ciudades latinoamericanas se observan cada vez más helicópteros volando. Debido a sus múltiples funciones, como en la fuerza pública, transporte ejecutivo, el turismo y mucho más, ver u oír a uno pasar por encima es pan de cada día. Aunque la vida en una ciudad es ruidosa independiente de la presencia de estas aeronaves, esto no ha detenido los avances en un campo clave de investigación para asegurar la convivencia entre los ciudadanos y las máquinas; la reducción del sonido.
Al igual que sus contrapartes comerciales propulsados los aviones, esta área de investigación ha progresado significativamente desde hace décadas, como con el rotor de cola cubierto, el “Fenestron”, que realizó su primer vuelo en un helicóptero de Airbus en 1968, o las palas Blue Edge más contemporáneas que aparecieron por primera vez en el recién lanzado H160.
¿De dónde viene el sonido?
La principal fuente del sonido de un helicóptero son sus palas que, a su vez, producen diferentes tipos de sonoridades. Algunas se deben al desplazamiento del aire, otras a las fuerzas que actúan sobre el aire que fluye alrededor de la pala, mientras que otras provienen de choques aerodinámicos que se dan en sus superficies. El motor, el rotor principal y el rotor de cola también pueden generarlas, pero esto se nota principalmente en las cercanías del helipuerto, y en menor medida a distancia.
La intensidad de sonido de cada una de las fuentes depende considerablemente tanto de las condiciones de vuelo como del lugar en que se encuentre el observador en relación con el helicóptero. Cuando la aeronave está volando a velocidad de crucero, es probable que una persona escuche el rotor principal cuando esta se aproxima. Cuando pasa por encima, el rotor de cola y los motores son predominantes. En el despegue y en la aproximación, estas fuentes individuales de sonido pueden cambiar, debido a los diferentes requisitos de potencia y empuje de la máquina.
Durante una aproximación o a velocidades moderadas en vuelo nivelado, la estela del vórtice puede intersecar las trayectorias de las palas subsiguientes, generando un ruido impulsivo que a veces se denomina "golpe de pala".
Dicho esto, la percepción del sonido de una persona es un factor igual de importante para juzgar cuán silencioso, o no, es un helicóptero. Las personas suelen molestarse más por ruidos impulsivos, tonales y de alta frecuencia, pero también importa la duración de la exposición al sonido, diferentes situaciones que Airbus está abordando con ajustes en los procedimientos de aterrizaje, por ejemplo.
¿Qué soluciones existen para disminuir el nivel de ruido de un helicóptero?
“Existen muchas herramientas a nuestra disposición que podrían cumplir un papel en reducir aún más los sonidos emitidos por un helicóptero,” cuenta Julien Caillet, experto en sonido de Airbus Helicopters. “Entre ellas se incluyen mejorar el Fenestron, trabajar en los perfiles de las palas, reducir la velocidad del rotor, integrar a la hibridación, explorar procedimientos de vuelos de bajo sonido e inventar soluciones muy específicas para disminuir la huella sonora percibida de un helicóptero en zonas urbanas”.
Los H135, H145, H175 y H160 cuentan con un sistema de control automático de velocidad variable del rotor que cambia la velocidad de rotación dependiendo de la cercanía de la aeronave al suelo. Los departamentos de pruebas de vuelos de Airbus también están trabajando en procedimientos para modificar las trayectorias de vuelo con la meta de aminorar el ruido para las poblaciones circundantes.
La hibridación, o la propulsión híbrido-eléctrica, que combina un motor térmico convencional con un sistema de baterías eléctricas también pueden contribuir en la reducción de la huella sonora, al usar el motor eléctrico en ciertas fases del vuelo.
Midiendo los niveles de sonido percibidos en zonas urbanas
Recientemente, en junio de 2020, los equipos de innovación y acústica de Airbus Helicopters, con el apoyo de la Dirección General de Aviación Civil de Francia, realizaron un estudio para medir los niveles de sonido de los helicópteros desde la perspectiva de los residentes en cascos urbanos, con el fin de influir en el diseño de los futuros vehículos eléctricos de despegue y aterrizaje vertical.
El objetivo del proyecto era medir cómo los edificios afectan a esta percepción. El estudio se llevó a cabo en la planta de fabricación de Airbus Helicopters en el sur de Francia. El equipo de investigación instaló ocho micrófonos en edificios situados estratégicamente en los alrededores del emplazamiento, que luego recolectaron mediciones de sonido de dos vuelos realizados a 150 y 300 metros respectivamente.
“Este proyecto es otro paso para predecir y cartografiar con mayor precisión, el impacto ambiental de nuestros productos que, a largo plazo, podrá influir en la tecnología que se está desarrollando para futuras misiones urbanas, como la movilidad aérea urbana”.
Actualmente se están llevando a cabo estudios iniciales en asociación con ONERA y Safran Helicopter Engines para medir cómo los edificios pueden filtrar o amplificar el sonido.
