Quando osserviamo una turbina eolica girare, nulla lascia immaginare che l’aria che la circonda sia insieme ordinata e caotica. È anzitutto ordinata, perché le pale rotanti della turbina eolica inducono una scia (ossia la modifica del flusso dovuta alla presenza di un ostacolo). Questa scia rallenta l’aria e genera vortici. Questi ultimi si formano alla radice e all’estremità delle pale, per l’incontro tra la depressione su un lato della pala e la sovrapressione sull’altro.
La matematica nel vento
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I vortici generati si avvolgono con andamento elicoidale a valle del rotore, per effetto della rotazione delle pale. Quando la velocità di rotazione è bassa, rimangono stabili a lungo e vengono trasportati per distanze molto grandi. Se la velocità aumenta, i vortici cominciano a interagire e ad accoppiarsi, per poi diventare instabili e mescolarsi. Quanto maggiore è la velocità, tanto più rapidamente e violentemente insorge questa instabilità. Ad alta velocità, il «groviglio di spaghetti arcobaleno», come nell’immagine in alto, rappresenta in realtà vortici d’aria di dimensioni, forme e velocità diverse. Per questo si dice anche che l’aria è caotica. Per caratterizzare la «quantità di caos» si usa il numero di Reynolds (vedi FOCUS). Per il flusso attorno alle turbine eoliche nell’atmosfera, il numero di Reynolds può superare dieci milioni! Per questi valori, il flusso è dunque fortemente turbolento.
