Ley de Betz

Summary

La ley de Betz calcula la potencia máxima teórica que puede extraerse del viento independientemente del diseño de un aerogenerador. Fue publicada en 1920 por el físico alemán Albert Betz[1]​. La ley se deriva de los principios de conservación de la masa y el momento de la corriente de aire que fluye a través de un disco actuador idealizado que extrae energía de la corriente de viento[2]​. Según la ley de Betz, ningún aerogenerador, independientemente del mecanismo utilizado, puede capturar más del 16/27 (59,3%) de la energía cinética del viento. El factor 16/27 (0,593) se conoce como coeficiente de Betz o límite de Betz.[2][3]

Esquema del flujo de un fluido a través de un actuador en forma de disco. Para un fluido de densidad constante, el área de la sección transversal varía inversamente con la velocidad.

Descubrimiento independiente

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El científico británico Frederick W. Lanchester derivó el mismo límite en 1915. El líder de la Escuela Aerodinámica Rusa, Nikolay Joukowsky, también publicó el mismo resultado para una turbina eólica ideal en 1920, el mismo año que Betz.[4]

Otros investigadores también derivaron el mismo límite, pero se considera sólo que Betz y Joukowsky fueron los únicos que hicieron aportaciones significativas a la evaluación de la teoría de Froude, lo que allanó el camino para el establecimiento directo del límite.[3]

Referencias

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  1. Betz, A. (1 de agosto de 2013). «The Maximum of the Theoretically Possible Exploitation of Wind by Means of a Wind Motor». Wind Engineering (en inglés) 37 (4): 441-446. ISSN 0309-524X. doi:10.1260/0309-524X.37.4.441. Consultado el 11 de agosto de 2025. 
  2. a b González-Hernández, José Genaro; Salas-Cabrera, Rubén (2021). «Maximum Power Coefficient Analysis in Wind Energy Conversion Systems: Questioning, Findings, and New Perspective». Mathematical Problems in Engineering (en inglés) 2021 (1): 9932841. ISSN 1563-5147. doi:10.1155/2021/9932841. Consultado el 11 de agosto de 2025. 
  3. a b Bontempo, R.; Manna, M. (1 de marzo de 2025). «A numerical proof of the Betz–Joukowsky limit». Renewable Energy 241: 122299. ISSN 0960-1481. doi:10.1016/j.renene.2024.122299. Consultado el 11 de agosto de 2025. 
  4. van Kuik, Gijs A.M. (2007). «The Lanchester–Betz–Joukowsky limit». Wind Energy (en inglés) 10 (3): 289-291. ISSN 1099-1824. doi:10.1002/we.218. Consultado el 11 de agosto de 2025. 
  •   Datos: Q1570027